Convertir los residuos de desalinización en un recurso útil

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planta desalinizadora

Nuevo proceso utiliza la salmuera para producir otros productos químicos

El rápido crecimiento de la industria de la desalinización produce agua para beber y para la agricultura en las áridas regiones costeras del mundo. Pero deja atrás como producto de desecho una gran cantidad de salmuera altamente concentrada, que generalmente se elimina vertiéndola al mar, un proceso que requiere costosos sistemas de bombeo y que debe administrarse con cuidado para evitar daños a los ecosistemas marinos. Ahora, ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT) dicen que han encontrado una manera mejor.

En un nuevo estudio muestran que, a través de un proceso bastante simple, el material de desecho se puede convertir en productos químicos útiles, incluidos aquellos que pueden hacer que el proceso de desalinización sea más eficiente.

El enfoque se puede utilizar para producir hidróxido de sodio, entre otros productos. También conocido como soda cáustica o sosa cáustica, el hidróxido de sodio puede usarse para pretratar el agua de mar que ingresa a la planta de desalinización. Esto cambia la acidez del agua, lo que ayuda a prevenir el ensuciamiento de las membranas utilizadas para filtrar el agua salada, una de las principales causas de interrupciones y fallas en las plantas típicas de desalinización por ósmosis inversa.

El concepto se describe en la revista Nature Catalysis y en otros dos artículos del científico investigador del MIT Amit Kumar, el profesor de ingeniería mecánica John. H. Lienhard V, y varios otros.

"La propia industria de la desalinización lo usa bastante", dice Kumar sobre el hidróxido de sodio. "Lo están comprando, gastando dinero en él. Así que si puedes hacerlo in situ en la planta, eso podría ser una gran ventaja". La cantidad necesaria en las propias plantas es mucho menor que el total que podría producirse a partir de la salmuera, por lo que también existe la posibilidad de que sea un producto vendible.

El hidróxido de sodio no es el único producto que puede obtenerse a partir de la salmuera residual. Otro importante producto químico utilizado por las plantas de desalinización y muchos otros procesos industriales es el ácido clorhídrico, que también puede obtenerse fácilmente en el sitio a partir de la salmuera residual utilizando métodos de procesamiento químico establecidos. El producto químico se puede usar para limpiar partes de la planta de desalinización, pero también se usa ampliamente en la producción química y como fuente de hidrógeno.

nuevo proceso de desalinización

Actualmente, el mundo produce más de 100 mil millones de litros por día de agua desalinizada, lo que deja un volumen similar de salmuera concentrada. Gran parte de ella se bombea de regreso al mar, y las regulaciones actuales requieren costosos sistemas de descarga para garantizar una disolución adecuada de las sales.

La conversión de la salmuera puede ser beneficiosa tanto económica como ecológicamente, especialmente a medida que la desalinización continúa creciendo rápidamente en todo el mundo. "La descarga de salmuera segura para el medio ambiente es manejable con la tecnología actual, pero es mucho mejor recuperar los recursos de la salmuera y reducir la cantidad de salmuera liberada", dice Lienhard.

El método para convertir la salmuera en productos útiles utiliza procesos químicos bien conocidos y estándar, incluida la nanofiltración inicial para eliminar compuestos indeseables, seguido de una o más etapas de electrodiálisis para producir el producto final deseado.

Si bien los procesos que se sugieren no son nuevos, los investigadores analizaron el potencial para la producción de químicos útiles a partir de salmuera y propusieron una combinación específica de productos y procesos químicos que podrían convertirse en operaciones comerciales para mejorar la viabilidad económica del proceso de desalinización, mientras que disminuye su impacto ambiental.

"Esta salmuera muy concentrada debe manejarse con cuidado para proteger la vida en el océano, y es un desperdicio de recursos, y cuesta energía bombearla de regreso al mar, por lo que convertirla en un producto útil es un ganar-ganar", dice Kumar. Y el hidróxido de sodio es un químico tan ubicuo que "todos los laboratorios del MIT tienen algo", dice, por lo que no debería ser difícil encontrar mercados para eso.

Los investigadores han discutido el concepto con compañías que pueden estar interesadas en el próximo paso de construir una planta prototipo para ayudar a desarrollar la economía del proceso en el mundo real. "En esta etapa, un gran desafío es el costo, tanto el costo de la electricidad como el costo del equipo", dice Kumar.

El equipo también sigue considerando la posibilidad de extraer otros materiales de menor concentración de la corriente de salmuera, dijo, incluidos varios metales y otros químicos, que podrían hacer que el procesamiento de salmuera sea una tarea aún más viable económicamente.

Artículo científico: Direct electrosynthesis of sodium hydroxide and hydrochloric acid from brine streams

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