Abstract:
The present project addresses the design of a brackish water treatment system for industrial use in a shrimp packing plant, located south of Guayaquil, with the purpose of ensuring a potable quality water supply through the application of capacitive electrodialysis. The main objective of this document is to reduce the salinity levels of water drawn from the Guayas river. The study is justified by the need to ensure operational continuity and reduce the costs associated with the use of potable water from public networks, presenting energy-efficient and sustainable technology.
The study was developed based on water characterization, the survey of the existing water treatment plant, and experimentation with a laboratory scale electrodialysis module. For this purpose, were employed multiparameter equipment, peristaltic pumps, and potentiostat, and recording parameters such as voltage, current, flow rate and total dissolved solids (TDS). The proposed design is in accordance with INEN 1108 and TULSMA standards.
The results showed that the two stage electrodialysis system enabled the reduction of TDS from 5.95 g/L to projected values bellows 1 g/L, with a specific energy consumption ranging from 0.44 to 0.48 kWh/m³. The laboratory design was scaled up to treat 216 m³/hr with an estimated cost of $3.45 million for every five years of operation, which is competitive compared to conventional technologies. It is concluded that capacitive electrodialysis represents a technically and economically viable alternative for the treatment of brackish water in the shrimp industry, promoting energy efficiency and sustainability of water resources.
Keywords: Capacitive Electrodialysis, desalination, energy efficiency, shrimp industry.
Description:
El presente proyecto aborda el diseño de un sistema de tratamiento de agua salobre para uso industrial en una empacadora de camarón ubicada en el sur de Guayaquil, con el fin de garantizar un suministro de agua de calidad potable mediante la aplicación de electrodiálisis capacitiva. Se plantea como objetivo principal disminuir los niveles de salinidad del agua captada del río Guayas. Se justifica por la necesidad de asegurar la continuidad operativa y reducir los costos asociados al uso de agua potable proveniente de la red pública, proponiendo una tecnología energéticamente eficiente y sostenible.
El estudio se desarrolló a partir de la caracterización del agua, el levantamiento de la Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) existente y la experimentación con un módulo de electrodiálisis a escala de laboratorio. Para este propósito, se emplearon equipos de medición multiparamétrica, bombas peristálticas y un potenciostato, registrando parámetros de voltaje, corriente, caudal y sólidos disueltos totales (SDT) conforme a las normas INEN 1108 y TULSMA.
Los resultados mostraron que el sistema de dos etapas de electrodiálisis permitió reducir los SDT desde 5.95 g/L hasta valores proyectados inferiores a 1 g/L, con una energía específica de 0.44 a 0.48 kWh/m³. Se diseñó un modelo a escala con capacidad de tratar 216 m³/h de agua, con un costo estimado de $3.45 millones de años por cada 5 años de operación, lo que resulta competitivo frente a tecnologías convencionales. Se concluye que la electrodiálisis capacitiva constituye una alternativa viable técnica y económicamente para el tratamiento de agua salobre en la industria camaronera, favoreciendo la eficiencia energética y la sostenibilidad del recurso hídrico.
