www.futurenviro.es | Abril-Mayo April-May 2021 107 Desalación | Desalination El milagro de Mides En el proceso MDC, concebido por el IMDEA Agua (Instituto Madrileño de Estudios Avanzados), la actividad biológica de depuración de agua residual se acopla eficazmente a la desalación de una corriente salina. Utilizando membranas de intercambio iónico para el proceso de separación de las sales, sin aporte de energía externa como fuerza directriz de la desalación, las bacterias utilizan la energía contenida en la materia orgánica para realizar la desalación de una corriente salina. De hecho, la MDC puede producir alrededor de 1,8 kWh de bioelectricidad a partir de la energía contenida en 1 m3 de agua residual urbana, ahorrando más de 3 kWh/m3 de energía eléctrica en el proceso de desalación si se compara con la ósmosis inversa tradicional. Con esta novedosa tecnología, dos aguas de bajo valor (agua de mar y agua residual) se transforman en dos corrientes de alta calidad (agua desalada, agua depurada) aptas para usos posteriores. Este sistema se ha desarrollado en el proyecto europeo H2020 Mides liderado por Aqualia con la colaboración de diez socios de siete países. El proyecto superó algunas de las limitaciones técnicas de la MDC, como la baja tasa de desalación y los altos costes de fabricación. Se ha llevado a cabo un exhaustivo proceso de escalado en el que todos los socios han trabajado estrechamente en el desarrollo de electrodos nano-estructurados y membranas antiincrustantes, el diseño de reactores electroquímicos y estrategias de operación, aportando su experiencia en nuevos materiales, electroquímica y fisiología microbiana así como en ingeniería y control de procesos. La hoja de ruta comenzó en 2016 con un sistema MDC en el laboratorio del IMDEA (con un área de electrodos de 100 cm2), pasando por el ensamblaje de una MDC pre-piloto que comprendía 15 unidades con un área de electrodos de 600 cm2 por celda. Finalmente en 2020 se implementaron las plantas MDC demostrativas con una capacidad máxima de producción de 3,6 m3/d. Estos sistemas ya están implantados en dos plantas operadas por Aqualia en Denia (Alicante) y Guía de Isora, Islas Canarias (Tenerife) y se evalúa la funcionalidad y competitividad de la desalación en diferentes entornos y diferentes fuentes de agua (agua salobre y agua de mar). the biological activity of wastewater treatment is efficiently married to the desalination of a saline stream. Using ion exchange membranes for salt separation, without an external energy source to power the desalination process, the bacteria use the energy contained in the organic matter to desalinate a saline stream. The MDC can produce around 1.8 kWh of bioelectricity from the energy contained in 1 m3 of urban wastewater, enabling power savings of over 3 kWh/m3 compared to traditional reverse osmosis processes. This innovative technology enables two low-value water streams (seawater and wastewater) to be converted into two high-quality streams (desalinated water and treated wastewater) suitable for subsequent use. The system was developed in the European H2020 Mides project, led by Aqualia and featuring the participation of 10 partners from seven countries. The project overcame some of the technical limitations of the MDC, such as the low desalination rate and high manufacturing costs. A comprehensive scaling-up process was carried out in which all partners worked closely on the development of nanostructured electrodes, anti-fouling membranes, electrochemical reactor design and operational strategies. The partners contributed their expertise in the areas of new materials, electrochemistry and microbial physiology, as well as in process engineering and control. The roadmap began in 2016 with an MDC system in the IMDEA laboratory (with an electrode surface area of 100 cm2). Subsequently, a pre-pilot MDC system comprising 15 units with an electrode surface area of 600 cm2 per cell was assembled. Finally, demonstration MDC plants with a maximum production capacity of 3.6 m3/d were implemented in 2020. These systems are now up and running in two plants operated by Aqualia in Denia (Alicante) and Guía de Isora, Canary Islands (Tenerife), where the functionality and competitiveness of desalination in different environments and with different water sources (brackish water and seawater) is being evaluated. Implementing Innovation The first MDC pilot plant in Denia gave rise to the creation of the Aqualia Desalination Innovation Centre in Spain, which includes the following processes: brackish water pretreatments, wastewater pretreatments, MDC, low pressure RO and posttreatment (re-mineralisation and disinfection). All these technologies have been validated through the treatment of brackish water from the Racons River to produce drinking water at a very low cost, and with outstanding environmental benefits. In Denia, the MDC plant achieves complete desalination of water to produce safe drinking water in accordance with national and European regulations. Nominal desalination rates of up to 10 10 L/m2/h with an efficiency of 89 % in the use of the self-generated
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