MX2013011840A - Recuperacion de soluto soluble retrogrado para el tratamiento de agua osmosis directa. - Google Patents

Abstract

Se describen en el presente los sistemas y procesos mejorados para la purificación de agua de osmosis directa o desalinización. De acuerdo con una modalidad un proceso para purificar agua contaminada se proporciona en donde una corriente de solución de alimentación contaminada que comprende agua y con una primera presión osmótica se pasa a través de una membrana semipermeable para un lado de estirado que tiene una corriente de solución de estirado con una segunda presión osmótica en un lado de estirado de la membrana semipermeable. La corriente de solución de estirado de diluido se calienta, aglomera y enfría para producir una corriente rica de agua de fase única fría que se purifica para producir una corriente de producto de agua.

Description

RECUPERACIÓN DE SOLUTO SOLUBLE RETRÓGRADO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA DE OSMOSIS DIRECTA REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud reclama prioridad de la solicitud provisional de E.U. No. 61/517,687, titulada "REGENERACIÓN DE SOLUTOS SOLUBLES RETRÓGRADOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA DE OSMOSIS DIRECTA", presentada el 25 de abril de 2011 y la aplicación provisional de E.U. N. 61/572,394, titulada "SOLUTO SOLUBLE RETRÓGRADO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA POR OSMOSIS DIRECTA ", presentada el 15 de julio de 2011, que se incorporan por referencia en su totalidad, para todos los efectos, en el presente.

CAMPO DE LA TECNOLOGÍA La presente descripción se refiere al agua de mar, agua salobre, aguas residuales y/o desalinización de agua contaminada. Más específicamente, la presente descripción se refiere a la desalinización de osmosis directa.

ANTECEDENTES La osmosis directa es conocida en la técnica y ha sido objeto de un estudio reciente, debido a la probabilidad de escasez futura de agua dulce y el correspondiente aumento de la demanda de desalinización rentable y tecnologías de purificación de agua. El agua de mar, agua salobre o de otra manera el agua contaminada pueden ser purificadas mediante la extracción de agua (el disolvente) a través de la membrana semipermeable, que rechaza las sales y otros contaminantes (los solutos) . Esto, enfoque de osmosis natural, o directa difiere del proceso de osmosis inversa ampliamente utilizada donde el agua es forzada a través de una membrana semipermeable de acción similar bajo presión. En los procesos de osmosis directa, el agua se extrae a través de la membrana semipermeable usando una solución de estirado. El proceso de osmosis directa no purifica el agua. La osmosis directa simplemente mueve el agua de un conjunto de solutos a otro conjunto de solutos.

Una revisión y resumen de la tecnología de osmosis directa es proporcionada por Miller y Evens , Osmosis Directa: Un nuevo enfoque para la purificación y desalinización del agua, Sandia Informe SA D2006-4634 , julio de 2006 en el que el concepto de usar solutos de estirado .de polímero soluble retrogrado se comenta. No se describe el proceso para llevar a cabo la separación de los solutos desde el agua.

Un dióxido de amoniaco-carbono basado en el sistema de osmosis directa se describe en las Patentes E.U. Nos. 7,560,029 y 6,393,295 a McGinnis donde se utiliza la solubilidad dependiente de la temperatura de los solutos para la separación parcial de los solutos de agua. Los solutos precipitados en lo descrito son sales sólidas y el equilibrio de la separación se logra con la destilación. La solicitud de patente de E.U. No. de serie: 11/632,994 de Collins también describe el uso de la solubilidad dependiente de la temperatura de las sales para separar el soluto de estirado del agua.

La Solicitud de Patente de E.U. No. de serie: 11/796,118 describe otro sistema de osmosis directa que utiliza nanopartículas magnéticas recubiertas como un soluto de estirado. PCT WO/2010/107804 describe el uso de partículas magnéticas como agente osmótico controlable.

La Patente de E.U. No. 5,679,254 para Chakrabarti describe el uso a la solubilidad dependiente de la temperatura de los polímeros en agua para llevar a cabo la desalinización, aunque no a través de osmosis directa.

La Patente de E.U. No. 8,021,553 para Iyer describe un sistema que utiliza solutos de polímeros solubles retrógradas y un nanofiltro para la separación y recuperación de las micelas de soluto resultantes del agua del producto. Iyer especifica los solutos de estirado tanto con un componente hidrófobo e hidrófilo. Iyer también da a conocer la recuperación de semi-lote de los solutos mediante la recolección de soluto de estirado precipitado (o una fase separada) o un nano-filtro y la recuperación del soluto mediante la realización de un retrolavado del nanofiltro.

Los sistemas y procesos mejorados para la purificación de agua por osmosis directa o la desalinizacion son descritos en el presente.

BREVE DESCRIPCIÓN Los sistemas y procesos mejorados para la purificación de agua por osmosis directa o la desalinizacion se describe en el presente. De acuerdo con una modalidad, se proporciona un procedimiento para purificar agua contaminada. El proceso incluye proporcionar una corriente de solución de alimentación contaminada que comprende agua y que tiene una primera presión osmótica en un lado de alimentación de una membrana semipermeable y proporcionar una corriente de solución de estirado que comprende un soluto de estirado y que tiene una segunda presión osmótica en un lado de estirado de la membrana semipermeable. El agua pasa a través de la membrana semipermeable para el lado de estirado para producir una corriente de solución de estirado diluida. La corriente de solución de estirado diluida se calienta para saturar la corriente de solución de estirado diluida. El soluto de estirado en la corriente de solución de estirado diluida se permite para precipitar para producir una corriente de efluente de dos fases precipitada. El soluto de estirado en la corriente de efluente de dos fases precipitada se aglomera para producir una corriente de ' efluente de aglomerado. El soluto de estirado de aglomerado se separa de la corriente de efluente de aglomerado para producir una corriente rica en agua que comprende agua y soluto de estirado residual y una corriente rica en soluto que comprende soluto de estirado de aglomerado y agua. La corriente rica en agua se enfria para disolver el soluto de estirado residual y para producir una corriente rica en agua de fase única fría. El soluto de estirado residual se separa de la corriente rica en agua de fase única fría para producir una corriente de soluto de estirado residual y una corriente de producto de agua purificada.

Los anteriores y otros objetos, características y ventajas de la presente descripción se harán más fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de modalidades ejemplares como se describe en el presente .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se describen las modalidades de la presente solicitud, a modo de ejemplo solamente, con referencia a las figuras adjuntas, en donde: La figura 1 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar de acuerdo con una modalidad; La figura 2 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar según otra modalidad; La figura 3 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar según otra modalidad; y La figura 4 ilustra un diagrama de flujo del proceso ejemplar de un sistema de osmosis directo ejemplar de acuerdo con una modalidad.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Se observará que por simplicidad y claridad de la ilustración, cuando se consideró apropiado, los números de referencia pueden repetirse entre las figuras para indicar elementos correspondientes o análogos. Además, numerosos detalles específicos se exponen con el fin de proporcionar una comprensión completa de las modalidades de ejemplo descritas en el presente. Sin embargo, se entenderá por aquellos de experiencia ordinaria en la materia que los ejemplos de modalidad descritos en el presente pueden ponerse en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, los métodos, procedimientos y componentes no se han descrito en detalle para no complicar las modalidades descritas en el presente.

La presente descripción se dirige a sistemas y procesos de solución de estirado mejorados para la purificación o desalación de agua de osmosis directa. Los sistemas y procesos de solución de estirado incluyen un dispositivo para la separación de solutos de solución de estirado de un disolvente agua y la. concentración de los solutos de solución de estirado como parte de un sistema de purificación de agua de osmosis directa.

Los solutos de estirado descritos en el presente presentan solubilidad retrógrada La solubilidad dé los solutos de estirado descritos en el presente disminuye significativamente con la temperatura, pero tienen suficiente solubilidad en condiciones ambientales para proporcionar una presión osmótica de trabajo útil. Los solutos de estirado descritos en el presente son preferiblemente polímeros diseñados específicamente para su uso en un sistema y proceso de purificación en agua de osmosis directa soluble retrógrada.

En una modalidad ejemplar del soluto de estirado es un copolímero aleatorio o secuencial de dioles de bajo peso molecular, tales como 1,2 propanodiol, 1,3 propanodiol y/o 1,2 etanodiol. Los solutos de estirado tienen una presión osmótica aceptable para la aplicación de purificación específica de interés con una temperatura de punto de turbidez de entre 40°C a 90°C y un peso molecular lo suficientemente alto como para permitir el filtro del esmalte del polímero disuelto utilizando un nanofiltro y/o membrana de osmosis inversa.

En una modalidad ejemplar, el soluto de estirado es un copolímero de poliglicol para su uso con un proceso de recuperación de soluto de estirado que incluye un coalescedor/separador para la recuperación de soluto voluminoso y un nanofiltro para la recuperación final del soluto redisuelto.

Los copolímeros de soluto de estirado en el presente descritos consisten en varios números y órdenes de dioles, que imparten las propiedades de la solución requerida. La presión osmótica, temperatura del punto de turbidez, el peso molecular y la estructura molecular se ajustan mediante la adición o sustracción de las diversas unidades de monómero .

En una modalidad ejemplar, se añaden 1,2 unidades etanodiol al copolímero del soluto de estirado para aumentar el peso molecular y la temperatura del punto de turbidez del polímero del soluto de estirado resultante. Por el contrario, la adición de las unidades 1,2 propanodiol a los resultados de polímero de soluto de estirado en una temperatura del punto de turbidez inferior en un peso molecular más alto del polímero del soluto de estirado resultante.

En otra modalidad ejemplar, los monómeros 1,3 propanodiol o 1,2 etanodiol son sustituidos por una porción de los monómeros 1,2 propanodioles de los polímeros poli (propilen) glicol de peso molecular alto para incrementar la solubilidad y disminuir la temperatura del punto de turbidez del polímero resultante.

La presión osmótica de los solutos de estirado ejemplares depende de la aplicación y la recuperación deseada. Los solutos de estirado ejemplares requieren una mayor presión osmótica de alta recuperación en aplicaciones con corrientes de proceso que contienen altas concentraciones de sólidos disueltos. La presión osmótica de la solución de estirado necesaria para los sistemas y procesos ejemplares para la desalinización de agua de osmosis directa del agua de mar es generalmente mayor que -30 atm, como mínimo, con mayor que -40 atm siendo preferido para permitir flujo de producto razonable y recuperación. En una modalidad ejemplar, la solubilidad del soluto de estirado disminuye a una temperatura suficientemente (-10°C) por encima de la temperatura ambiente y suficientemente (-10°C) por debajo de la temperatura del punto de burbuja. En otras palabras, la solubilidad del soluto de estirado cambia significativamente y la dependencia de la solubilidad de los aumentos de temperatura entre las temperaturas de 40°C a 90°C. Los solutos de estirado de ejemplo que tiene una fuerte dependencia de la solubilidad en el intervalo de temperatura inferior (por ejemplo, más cerca de 0°C) se prefieren para minimizar la temperatura de funcionamiento de las etapas de regeneración en el proceso y para reducir la pérdida de energía resultante.

Dentro de las limitaciones de la presión osmótica y la temperatura del punto de turbidez, la química de los polímeros de estirado ejemplares soluto se selecciona de manera de controlar el peso molecular y/o la estructura física del polímero resultante en alta (>90% y preferiblemente> 99%) el rechazo del soluto de estirado a través de filtración. Además, se ha seleccionado la química de los polímeros de soluto de estirado ejemplares para minimizar la retrodifusión del soluto a través de una membrana de osmosis directa. Preferiblemente, para la desalinización de agua salada, la presión osmótica de una solución de estirado ejemplar que contiene 40% del copolímero del soluto de estirado en agua es superior a 30 atm, preferiblemente mayor de 40 atm y más preferiblemente mayor que 50 atm, mientras que el peso molecular del copolímero de soluto de estirado es mayor que 500, preferiblemente mayor que 1000 y más preferiblemente mayor que 2000.

Composiciones de Soluto de Estirado de Ejemplo Los siguientes ejemplos no limitantes se proporcionan para ilustrar modalidades ejemplares y no están destinados a limitar el alcance de esta descripción.

Las composiciones de polímero de soluto de estirado incluyendo un copolímero aleatorio polioxi se formularon en concentraciones 30-70% de estirado por soluto en peso en la solución. El efecto de la concentración de solución de estirado en la presión osmótica en una osmosis directa típica que opera la temperatura 25°C se muestra en la Tabla 1. La presión osmótica se midió directamente contra un estándar de referencia de NaCl usando diálisis de equilibrio .

Tabla 1 : Concentración de Soluto de Estirado vs . Presión Osmótica La figura 1 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar de acuerdo con una modalidad. Una corriente de fuente de agua salobre 1 se alimenta a un lado de alimentación de una membrana semipermeable en un módulo de osmosis directa 3. Una corriente de solución de estirado 18 se alimenta a un lado de estirado de una membrana semipermeable en el módulo de osmosis directa 3. La presión osmótica de la corriente de fuente de agua salobre 1 es menor que la presión osmótica de la corriente de solución de estirado 18. Esta presión diferencial dirige el agua de la corriente de fuente de agua salobre 1 al permeado a través de la membrana semipermeable que resulta en una corriente de solución de estirado diluida 5 y una corriente de salmuera 2.

La corriente de solución de estirado diluida 5 se hace pasar a través de una red del intercambiador de calor 4, donde la temperatura se incrementa lo suficiente como para iniciar la separación de fases y saturar la corriente de solución de estirado diluida 5 con soluto. La red del intercambiador de calor 4 puede incluir uno o más intercambiadores de calor configurados en serie o en paralelo para aumentar la temperatura de la solución de estirado diluida 5. La temperatura de la corriente de ¦ solución de estirado diluida 19 que sale como efluente de la red del intercambiador de calor 4 es suficiente para precipitar la mayor parte del soluto y crear un efluente de dos fases .

La corriente efluente de la solución de estirado de dos fases 19 que sale de la red del intercambiador de calor 4 se alimenta a un coalescedor de temperatura controlada 6 para aglomerar las pequeñas gotas ricas en soluto se precipitaron fuera en la red del intercambiador de calor 4. El coalescedor 6 está diseñado para agregar gotas ricas en soluto suficientemente grandes como para ser separadas en el proceso separador de fase posterior 8. En una modalidad ejemplar, el coalescedor 6 está diseñado para agregar gotas ricas en soluto a más de 10 um, preferiblemente mayor que 25 u y más preferiblemente mayor que 50 um. La caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasado a través del coalescedor 6 es significativamente menor que la caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasado a través de un nanofiltro. El uso del coalescedor 6 elimina la complejidad añadida y el retrolavado de retorno requerido en las operaciones de semi-lotes.

El coalescedor 6 también se puede segregar en una sección superior que comprende elementos coalescentes hidrófobos para aglomerar el soluto de estirado y una sección inferior que comprende elementos coalescentes hidrófilos para la agregación agua. El grado de hidrofobicidad de los elementos coalescentes hidrófobas y el grado de hidrofilicidad de los elementos coalescentes hidrófilos se seleccionan para lograr un grado específico de aglomeración del soluto de estirado a más de 10 um. En una modalidad ejemplar, el grado de hidrofobicidad de los elementos coalescentes hidrófobos y el grado de hidrofilicidad de los elementos coalescentes hidrófilos se seleccionan para aglomerar el soluto de estirado a más de 10 um.

La corriente de efluente coalescedora 7 se alimenta a un separador de gravedad controlada de temperatura 8, centrífuga, hidro-ciclón o un dispositivo similar en el que se acumulan las gotas ricas en soluto desde el coalescedor. El separador de fase de gravedad 8 está diseñado para separar soluto a partir de agua y producir una corriente rica en soluto continua 10 y una corriente rica en agua continua 9. En una modalidad ejemplar, la temperatura de funcionamiento del coalescedor 6 y separador de fases de gravedad 8 se mantiene a menos de 150°C, preferiblemente menos de 100°C y más preferiblemente menos de 80°C para establecer una concentración específica del soluto y osmótica presión de la corriente rica en agua 9 que sale como efluente del separador 8. En una modalidad ejemplar, se selecciona la temperatura de funcionamiento del coalescedor 6 y separador de fases de gravedad 8 para establecer una concentración de soluto en la corriente rica en agua 9 de menos de 5%, preferiblemente menos de 2% y más preferiblemente menos de 1% en peso de soluto en solución.

En una modalidad ejemplar, el separador de fase de gravedad 8 está diseñado para concentrar el soluto en la corriente rica en soluto 10 a una concentración mayor que 60%, preferiblemente mayor que 80% y más preferiblemente mayor que 90% en peso de soluto en solución. La corriente rica en soluto 10 que sale del separador de fases 8 como efluente es enfriado en un intercambiador de calor 16. La corriente rica en agua 9 que sale como efluente del separador de fases 8 también es enfriado por un intercambiador de calor 11 para permitir que el soluto residual se vuelva a disolver y para crear una corriente rica en ' agua fría de única fase 12. La corriente rica en agua fría 12 es una corriente de fase única alimentada a un nanofiltro 13, ultrafiltro, o módulo de osmosis inversa que incluye una membrana semipermeable o dispositivo similar utilizado para separar el soluto residual del agua producto. El nanofiltro 13 se selecciona para rechazar las moléculas de soluto basados en el tamaño o estructura e, idealmente, pasa la mayor parte de la sal disuelta. La etapa de filtración final en el nanofiltro 13, ultrafiltro, módulo de osmosis inversa o un dispositivo similar se utiliza únicamente para la recuperación de los solutos residuales en la corriente rica en agua fría de única sola 12. Los solutos se volvieron a disolver en una corriente rica en agua fría de fase única 12 para minimizar la caída de presión a través del nanofiltro 13 y para simplificar la operación. Un permeado de filtro de agua libre de solutos 14 es el producto del proceso.

La corriente rica en soluto 15 que sale del nanofiltro 13 se' combina en un mezclador 17 con la corriente rica en soluto fría 10 que sale del intercambiador de calor 16 para crear una corriente rica en soluto combinado 18. El mezclador 17 se usa para disolver completamente el soluto en la corriente rica en soluto combinada resultante 18. La corriente rica en soluto combinada 18 se alimenta al módulo de osmosis directa 3 para purificar o desalinizar la corriente de la fuente 1 de una manera continua. La corriente rica en soluto 10 que sale del separador de fase 8 como efluente es enfriado en el intercambiador de calor 16 a una temperatura específica que mantiene la temperatura de la combinación de corriente rica en soluto 18 suficientemente baja y proporciona solubilidad completa del soluto en la corriente rica en el soluto combinado 18 que entra al módulo de osmosis directa 3.

En una modalidad ejemplar de la figura 1, el coalescedor 6 y/o el separador de fase 8 pueden ser calentados a la temperatura de funcionamiento con una fuente externa de calor adicional (no mostrado) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 1, el coalescedor 6 y el separador de fase 8 se combinan en un dispositivo físico. Alternativamente, el área de superficie dentro de la red del intercambiador de calor 4 y la tubería entre la red del intercambiador de calor 4 y el separador de fase 8 se puede utilizar en lugar del coalescedor 6.

En otra modalidad ejemplar de la figura 1, en lugar de mantener una temperatura basada en la concentración de soluto, la temperatura del coalescedor 6 y separador de fase 8 se controla para mantener la presión osmótica de la corriente rica en agua 9 a menos de 50 mOsm, preferiblemente menos de 25 mOsm y más preferiblemente menos de 15 mOsm.

En otra modalidad ejemplar de la figura 1, la concentración de soluto en la corriente de solución de estirado diluida 5 se controla mediante la velocidad de flujo de la corriente de solución de estirado diluida de 5 o la corriente rica en soluto combinado 18. La concentración objetivo en la solución de estirado diluida 5 se controla para mantener un flujo mínimo en el módulo de osmosis directa 3 de al menos 4 L/ (m2*h) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 1, la concentración de microorganismos en la corriente de solución de estirado diluida 5 se controla con un esterilizador UV o la adición de un biocida.

En otra modalidad ejemplar de la figura 1, un proceso de oxidación avanzada o sistema de adsorción se utiliza para eliminar solutos de estirado residual del filtro de permeado 14.

En otra . modalidad ejemplar de la figura 1, el nanofiltro 13, se selecciona ultrafiltro o filtro de osmosis inversa para obtener un corte de peso molecular inferior a 2000, preferiblemente menos de 1000 y más preferiblemente menos de 500; un rechazo de NaCl de menos de 50%, preferiblemente menos de 25% y más preferiblemente menos de 10%, y un rechazo de soluto mayor que 95%, preferiblemente mayor que 99% y más preferiblemente mayor que 99.9% en peso de soluto en solución.

Condiciones de Operación Coalescente de Ejemplo El efecto de la temperatura de funcionamiento de coalescedor en la concentración de corriente de proceso y la presión osmótica en el proceso de osmosis directa se ilustra en la figura 1 se investigó. Se utilizó una solución de estirado preferida que comprende un copolímero al azar de polioxi en el proceso. Después de calentar en el coalescedor 6, la presión osmótica de la corriente de solución de estirado diluida 5 disminuyó y la solución se separa en una fase rica en soluto y una fase rica en agua. El coalescedor efluente 7 se alimentó a un separador de gravedad controlada de temperatura 8, en donde el soluto separado del separador de fase de gravedad 8 de agua para producir una corriente rica en soluto continua 10 y una corriente rica en agua continua 9. La presión osmótica de la corriente rica en agua 9 (que fija o limita el filtro de consumo de potencia final 13) y la composición de solutos de la corriente rica en soluto 10 (que establece o limita el flujo de la membrana y la concentración máxima salmuera procesados en el módulo de osmosis directa) se midieron como una función de la temperatura de funcionamiento de coalescedor. Los resultados se resumen en la Tabla 2.

Efectos de Temperatura de Operación Coalescente La temperatura de funcionamiento del coalescedor 6 se controló para establecer una presión osmótica específica en la corriente rica en agua 9 que sale como efluente del separador 8. La temperatura de funcionamiento del coalescedor 6 también fue controlada para establecer una concentración de soluto en la corriente rica en soluto 10. Como se indica en la Tabla 2, el aumento de la temperatura de funcionamiento del coalescedor 6 disminuye la presión osmótica de la corriente rica en agua 9, reduciendo de ese modo la potencia requerida para la filtración en la etapa final de filtración 13. El aumento de la temperatura de funcionamiento de los coalescedor 6 también da como resultado en un aumento en la concentración de soluto en el efluente rico coalescedor soluto, permitiendo de este modo un aumento en el flujo de la membrana y la concentración máxima salmuera procesada en el módulo de osmosis directa 3.

La figura 2 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar según otra modalidad. Una corriente de fuente de agua salobre 200 se alimenta a un lado de alimentación de una membrana semipermeable en un módulo de osmosis directa 202. Una corriente de solución de estirado 240 se alimenta a un lado de estirado de una membrana semipermeable en el módulo de osmosis directa 202. La presión osmótica de la corriente de fuente de agua salobre 200 es menor que la presión osmótica de la corriente de solución de estirado 240. Esta presión, diferencial dirige el agua de la corriente de fuente de agua salobre 200 para permear a través de la membrana semipermeable que resulta en una corriente de solución de estirado diluida 206 y una corriente de salmuera 204.

La corriente de solución de estirado diluida 206 se puede dividir en dos corrientes de solución de estirado diluida 206 y se alimenta a una red del intercambiador de calor que comprende dos o más intercambiadores de calor 208, 210, 214. Una corriente de solución de estirado diluida 206 se alimenta a un intercambiador de calor rico en soluto 208 y la otra corriente de solución de estirado diluida 206 se alimenta a un intercambiador de calor rico en agua 210. Ambas corrientes de solución de estirado diluidas 206 se calientan en los respectivos intercambiadores de calor 208, 210 y las corrientes de solución de estirado calientes resultantes se recombinan para formar una corriente de solución de estirado diluida combinada 212. La relación de la tasa del flujo de la corrientes de solución de estirado diluidas 206 se ajusta de modo que la diferencia de temperatura entre las dos corrientes de solución de estirado diluidas 206 que salen de los intercambiadores de calor 208, 210 en la red del intercambiador de calor es inferior a 5°C, preferiblemente menos de 3°C y más preferible menos de 1°C. La corriente de solución de estirado diluida combinada 212 se puede pasar a través de un intercambiador de calor de base adicional en el que el 214 calor externo adicional de una fuente de calor residual, una fuente térmica solar, o una fuente de calor despedida de combustible (no se muestra) se añade para ajustar la temperatura y la cuenta de procesar las pérdidas de calor.

Las corrientes de solución de estirado 206 y la corriente de solución de estirado combinada 212 se calientan en la red del intercambiador de calor 208, 210, 214 suficientemente para iniciar la separación de fases y saturar las corrientes de solución de estirado diluidas 206, 212 con el soluto. La temperatura de la combinación de corriente de solución de estirado diluida 212 que sale como efluente del intercambiador de calor de base 214 es suficiente para precipitar la mayor parte del soluto y crear un efluente de dos fases 212.

La corriente de efluente de solución de estirado de dos fases 5 que sale del intercambiador de calor de base 214 se alimenta a un coalescedor controlado de temperatura 216 para aglomerar las pequeñas gotas ricas en soluto precipitadas fuera en la red de intercambiador de calor 208, 210, 214. El coalescedor 216 está diseñado para agregar gotas ricas en soluto suficientemente grandes como para ser separadas en el posterior proceso de separador de fase 218. En una modalidad ejemplar, el coalescedor 216 está diseñado para agregar gotas ricas en soluto a más de 10 um, preferiblemente mayor que 25 µ?? y más preferiblemente mayor que 50 um. La caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasadas a través del coalescedor 216 es significativamente menor que la caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasadas a través de un nanofiltro. El uso del coalescedor 216 elimina la complejidad añadida y el retrolavado requerido en operaciones de semi-lotes.

El coalescedor 216 también se puede segregar en una sección superior que comprende elementos coalescentes hidrófobos para aglomerar el soluto de estirado y una sección inferior que comprende elementos coalescentes hidrófilos para la agregación de agua. El grado de hidrofobicidad de los elementos coalescentes hidrófobos y el grado de hidrofilicidad de los elementos coalescentes hidrófilos se seleccionan para lograr un grado específico de aglomeración del soluto de estirado a más de 10 um. En una modalidad ejemplar, el grado de hidrofobicidad de los elementos coalescentes hidrófobos y¦ el grado de hidrofilicidad de los elementos coalescentes hidrófilos se seleccionan para aglomerar el soluto de estirado a más de 10 \im.

La corriente de efluente coalescedora 220 se alimenta a un separador de gravedad controlada de temperatura 218, centrífuga, hidro-ciclón o un dispositivo similar en el que se acumulan las gotas ricas en soluto desde el coalescedor. El separador de fase de gravedad 218 está diseñado para separar soluto a partir de agua y producir una corriente rica en agua continua 222 y una corriente rica en soluto continua 224. En una modalidad ejemplar, la temperatura de funcionamiento del coalescedor 216 y el separador de fase gravedad 218 se mantiene a menos de 150°C, preferiblemente menos de 100°C y más preferiblemente menos de 80°C para establecer una concentración específica del soluto y osmótica presión de la corriente rica en agua 222 que sale como efluente del separador 218. En una modalidad ejemplar, se selecciona la temperatura de funcionamiento del coalescedor 216 y el separador de fase de la gravedad 218 para establecer una concentración de soluto en la corriente rica en agua 222 de menos de 5%, preferiblemente menos de 2% y más preferiblemente menos de 1% en soluto de peso en solución. En un ejemplo de modalidad, el separador de fase de • gravedad 218 está diseñado para concentrar el soluto en la corriente rica en soluto 224 a una concentración de más de 60%, preferiblemente mayor que 80% y más preferiblemente mayor que 90% en peso de soluto en solución.

La corriente rica en agua 222 que sale como efluente procedente del separador 218 se hace pasar a través del intercambiador de calor de rica en agua 210 donde se enfría por la corriente de solución de estirado diluida 206 y la corriente de solución de estirado diluida 206 es a su vez calentado por la corriente rica en agua 222. La corriente rica en soluto 224 que sale como efluente del separador 218 se pasa a través del intercambiador de calor rico en soluto 208 en donde se enfría por la corriente de solución de estirado diluida 206 y la corriente de solución de estirado diluida 206 es a su vez calentada por la corriente rica en soluto 224. Por lo tanto, la red del intercambiador de calor 208, 210, 214 principalmente rastreos/recuperadores sensibles a los efluentes de calor del separador de fase 218 incluyendo la corriente rica en agua continua 222 y la corriente rica en soluto continua 224 principalmente. La corriente rica en agua 222 y la corriente rica en soluto 224 se enfrían hasta dentro de unos pocos grados de la temperatura de funcionamiento del módulo de osmosis siguiente 202, mientras que las corrientes de solución diluidas de estirado 206 se calientan correspondientemente.

La corriente rica en agua 222 que sale como efluente del separador de fases 218 es enfriada por el intercambiador de calor rico en agua 210 para permitir que el soluto residual redisuelva y cree corriente rica en agua fría de una sola fase 226 . El corriente rica en agua fría 226 es una corriente de fase única alimentada a un nanofiltro 228 , ultrafiltro, módulo de osmosis inversa que incluye una membrana semipermeable o dispositivo similar utilizado para separar el soluto residual del agua producto. El nanofiltro 228 se selecciona para rechazar las moléculas de soluto basados en el tamaño o estructura e, idealmente, pasa la mayor parte de la sal disuelta. La etapa de filtración final en el nanofiltro 228 , ultrafiltro, módulo de osmosis inversa o un dispositivo similar se utiliza únicamente para la recuperación de los solutos residuales en una corriente rica en agua fría de fase única 226 . Los solutos se volvieron a disolver en una corriente rica en agua fría de una sola fase 226 - para minimizar la caída de presión a través del nanofiltro 228 y para simplificar la operación. Un permeado de filtro de agua libre de soluto 230 es el producto del proceso.

La corriente rica en soluto 232 que sale del nanofiltro 228 se .combina en un mezclador 234 con la corriente rica en soluto fría 224 que sale del intercambiador de calor rico en soluto 208 para crear un total combinado de 240 ricos corriente de soluto. El mezclador 234 se utiliza para disolver completamente el soluto en la corriente rica en soluto combinada resultante 240. La corriente rica en soluto combinada 240 se alimenta al módulo de osmosis directa 202 para purificar o desalinizar el flujo fuente 200 de una manera continua. La corriente rica en soluto 224 que sale del separador de fases 218 como efluente se enfría en el intercambiador de calor rico en soluto 208 a una temperatura específica que mantiene la temperatura de la corriente rica en soluto combinada 240 suficientemente baja y proporciona solubilidad completa del soluto en la corriente rica en soluto combinado 240 que entra en el módulo de osmosis directa 202.

En una modalidad ejemplar de la figura 2, el coalescedor 216 y/o el separador de fases 218 se pueden calentar a la temperatura de funcionamiento con una fuente externa de calor adicional (no mostrado) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 2, el coalescedor 216 y el separador de fase 218 se combinan en un dispositivo físico.

En otra mpdalidad ejemplar de la figura 2, en lugar de mantener una temperatura basada en la concentración de soluto, la temperatura del coalescedor 216 y el separador de fases 218 es controlado para mantener la presión osmótica de la corriente rica en agua 222 a menos de 50 mOsm, preferiblemente menos de 25 mOsm y más preferiblemente menos de 15 mOsm.

En otra modalidad ejemplar de la figura 2, la concentración de soluto en las corrientes de la solución de estirado diluida 206 se controla utilizando la velocidad del flujo de la corriente de solución de estirado diluida 216 o la corriente rica en soluto combinada 240. La concentración objetivo en las corrientes de solución de estirado diluida 206 se controla para mantener un flujo mínimo en el módulo de osmosis directa 202 de al menos 4L/ (m2*h) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 2, la concentración de microorganismos en las corrientes de solución de estirado diluidas 206 se controlan con un esterilizador UV o la adición de un biocida.

En otra modalidad ejemplar de la figura 2, un sistema de proceso de oxidación o adsorción avanzada se utiliza para eliminar solutos de estirado residual del filtro de permeado 228.

En otra modalidad ejemplar de la figura 2, el nanofiltro 228, se selecciona el ultrafiltro o filtro de osmosis inversa para obtener un corte de peso molecular inferior a 2000, preferiblemente menos de 1000 y más preferiblemente menos de 500; un rechazo de NaCl de menos de 50%, preferiblemente menos de 25% y más preferiblemente menos de 10%, y un rechazo de soluto mayor que 95%, preferiblemente mayor que 99% y más preferiblemente mayor que 99.9% en peso de soluto en solución.

La figura 3 ilustra un proceso de osmosis directo ejemplar según otra modalidad. Una corriente de fuente de agua salobre 300 se alimenta a un lado de alimentación de una membrana semipermeable en un módulo de osmosis directa 304. Una corriente de solución de estirado 318 se alimenta a un lado de estirado de una membrana semipermeable en el módulo de osmosis directa 304. La presión osmótica de la corriente de fuente de agua salobre 300 es menor que la presión osmótica de la corriente de solución de estirado 318. Este diferencial de presión impulsa el agua de la corriente de fuente de agua salobre 300 para penetrar a través de la membrana semipermeable que resulta en una solución de estirado diluida de corriente 306 y una corriente de salmuera 302.

La corriente de solución de estirado diluida 306 se hace pasar a través de una red del intercambiador de calor 308 donde la temperatura se incrementa lo suficiente como para iniciar la separación de fases y saturar una corriente de solución de estirado diluida 306 con soluto. La red del intercambiador de calor 308 puede incluir uno o más intercambiadores de calor configurados en serie o en paralelo para aumentar la temperatura de la corriente de solución de estirado diluida 306. La temperatura de la corriente de solución de estirado diluida 30 que sale como efluente de la red del intercambiador de calor 308 es suficiente para precipitar la mayor parte del soluto y crear un efluente de dos fases .

La corriente de solución de dos fases de estirado efluente 340 que sale de la red del intercambiador de calor 308 se alimenta a una temperatura controlada coalescedor primario 310 para aglomerar las pequeñas gotas ricas en soluto precipitadas fuera en la red del intercambiador de calor 308. El coalescedor primario 310 está diseñado para agregar las gotas ricas en soluto suficientemente grandes como para ser separadas en el proceso separador de fase posterior 312. En una modalidad ejemplar, el coalescedor primario 310 es diseñado para agregar gotas ricas en soluto a más de 10 um, preferiblemente mayor que 25 um y más preferiblemente mayor que 50 um. La caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasado a través del coalescedor primario 310 es significativamente menor que la caída de presión causada por dos corrientes de flujo de fase pasado a través de un nanofiltro. El uso del coalescedor 310 elimina la complejidad añadida y el retrolavado se requiere en operaciones de semi-lotes.

La corriente efluente coalescedora primaria 314 se alimenta a un separador de gravedad controlado de temperatura 312, centrífuga, hidro-ciclón o un dispositivo similar en donde las gotas ricas en soluto desde el coalescedor primario 310 se acumulan. El separador de fase de gravedad 312 está diseñado para separar el soluto a partir de agua y proporcionar una corriente rica en soluto continua 316 y una corriente rica en agua continua 342. En una modalidad ejemplar, la temperatura de funcionamiento del coalescedor primario 310 y el separador de fase de gravedad 312 se puede mantener a menos de 150°C, preferiblemente menos de 100°C y más preferiblemente menos de 80°C para establecer una concentración específica del soluto en la corriente rica en agua 342 que sale como efluente del separador 312. La temperatura de funcionamiento del coalescedor primario 310 y la gravedad separador de fase 312 también se pueden mantener para establecer una concentración de soluto en la corriente rica en agua 342 de menos de 5%, preferiblemente menos de 2% y más preferiblemente menos de 1% en peso de soluto en solución. En una modalidad ejemplar, el separador de fase de gravedad 312 puede ser diseñado y operado para concentrar el soluto en la corriente rica en soluto 316 a una concentración de más de 60%, preferiblemente mayor que 80% y más preferiblemente mayor que 90% en peso de soluto en solución. La corriente rica en soluto 316 que sale del separador de fases 312 como efluente es enfriado en un intercambiador de calor 320.

La corriente rica en agua 342 que sale como efluente procedente del separador 312 se puede pasar a través de un coalescedor controlado de temperatura secundario 322 diseñado para una fase dispersa de soluto de baja concentración. El coalescedor secundario 322 está diseñado para agregar gotas ricas en soluto en la corriente rica en agua 342 y produce una corriente rica en soluto 324 que sale como efluente del coalescedor secundario 322. Debido a la inundación del coalescedor causada por las altas concentraciones de soluto, el uso de una matriz de coalescedor densa no es viable dentro o antes del coalescedor primario 310. Como resultado, las pequeñas gotitas de fase rica en soluto pueden persistir dispersas en la corriente de efluente de coalescedor primario 314. Estas pequeñas gotas dispersas ricas en soluto aumentarán la presión osmótica del efluente del coalescedor 314 y, correspondientemente, requerirán una alta presión y el consumo de energía para el paso 330 del filtro final. La corriente rica en agua 342 que alimenta el coalescedor secundario 322 tendrá una concentración de soluto bajo lo que permite el uso de una matriz de coalescedor más denso con elementos más pequeños en el coalescedor secundario 322 resultante en las gotitas más pequeñas para ser agregado y separado de la corriente rica en agua 342 antes que se envíe al paso 330 del filtro final. El diseño matriz del coalescedor, el material y la configuración se seleccionan basándose en las propiedades químicas del soluto, la concentración del soluto y el tamaño de las gotas dispersas .

La corriente rica en soluto 324 que sale como efluente del coalescedor secundario 322 se recicla y se añade a la corriente efluente de solución de estirado de de dos fases 340 que sale de la red del intercambiador de calor 308 aguas arriba del coalescedor primario 310. La corriente rica en agua 338 que sale como efluente del coalescedor secundario 322 es enfriado por un intercambiador de calor 326 para permitir que el soluto residual se redisuelva y para que produzca una corriente rica en agua fría de fase única 328. La temperatura del coalescedor secundario 322 se controla de forma independiente como se requiere para establecer la concentración del soluto en la corriente rica enagua fría de fase única 328 a menos de 5%, preferiblemente menos de 2% y más preferiblemente menos de 1% en peso de soluto en solución.

La corriente rica en agua fría de única fase 328 se alimenta a un nanofiltro 330, ultrafiltro, módulo de osmosis inversa que incluye una membrana semipermeable o un dispositivo similar para separar el soluto residual del agua producto. El nanofiltro 330 se selecciona para rechazar las moléculas de soluto basados en el tamaño o estructura e, idealmente, pasa la mayor parte de la sal disuelta.- La etapa de filtración final en el nanofiltro 330, ultrafiltro, módulo de osmosis inversa o un dispositivo similar se utiliza únicamente para la recuperación de los solutos residuales en una corriente rica en agua fria de única fase 328. Los solutos se volvieron a disolver en una corriente de agua fría de única fase 328 para minimizar la caída de presión a través del nanofiltro 330 y para simplificar la operación. Un filtro de agua libre de solutos permeado 332 es el producto del proceso .

La corriente rica en soluto 334 que sale de la nanofiltro 330 se combina en un mezclador 336 con la corriente rica en soluto fría 316 para crear una corriente rica en soluto combinada 318. El mezclador 336 se utiliza para disolver completamente el soluto en la corriente rica en soluto combinada resultante 318. La corriente rica en soluto combinada 318 se alimenta al módulo de osmosis directa 304 para purificar o desalinizar el flujo fuente 300 de manera continua. La corriente rica en soluto 316 que sale del separador de fases 312 como efluente es enfriado en el intercambiador de calor 320 a una temperatura específica que mantiene la temperatura de la combinación de corriente rica en soluto 318 suficientemente baja para proporcionar la solubilidad completa del soluto en el agua que entra en el módulo de osmosis directa 304.

En una modalidad ejemplar de la figura 2, el coalescedor 310, 322 y/o separador de fase 312 pueden ser calentados a la temperatura de funcionamiento con una fuente de calor externa adicional (no mostrada) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, el coalescedor primario 310 y la fase de separación 312 se combinan en un dispositivo físico. Alternativamente, el área de superficie dentro de la red del intercambiador de calor 308 y la tubería entre la red del intercambiador de calor 308 y el separador de fases 312 se pueden utilizar para reemplazar el coalescedor primario 310 y su funcionamiento .

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, en lugar de mantener una temperatura basada en la concentración de soluto, la temperatura del coalescedor primario 310, del coalescedor secundario 322 y separador de fases 312 se controla para mantener la presión osmótica de la corriente rica en agua de 338 a menos de 50 mOsm, preferiblemente menos de 25 mOsm y más preferiblemente menos de 15 mOsm.

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, la concentración de soluto en la corriente de solución de estirado diluida 306 se ajusta mediante el control de la velocidad de flujo de la corriente de solución de estirado diluida 306 o la corriente rica en soluto combinado 318. La concentración objetivo en la corriente de solución de estirado diluida 306 se ajusta para mantener un flujo mínimo en el módulo de osmosis directa 304 de al menos 4L/ (m2*h) .

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, la concentración de microorganismos en la corriente de solución de estirado diluida 306 se controla con un esterilizador UV o la adición de un biocida.

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, un sistema de proceso de oxidación o adsorción avanzada se utiliza para eliminar solutos de estirado residual del filtro de permeado 332.

En otra modalidad ejemplar de la figura 3, el nanofiltro 330, ultrafiltro o filtro de osmosis inversa se selecciona para obtener un corte de peso molecular inferior a 2000, preferiblemente menos de 1000 y más preferiblemente menos de 500; un rechazo de NaCl de menos de 50%, preferiblemente menos de 25% y más preferiblemente menos de 10%, y un rechazo de soluto mayor que 95%, preferiblemente mayor que 99% y más preferiblemente mayor que 99.9% en peso de soluto en solución.

Los sistemas y procesos para la purificación de agua de osmosis directa o la desalinización descritos en el presente inician la separación de fases por calentamiento, el sistema de dos fases disperso resultante se agrega el uso de un coalescedor y la mayor parte del soluto ¦ se recupera usando un separador de fases. Finalmente, la corriente rica en agua resultante se enfría para disolver cualquier resto de soluto dispersado y una corriente de fase única, de baja concentración de soluto, se envía a un filtro (por ejemplo, nanofiltro) para el procesamiento final, continua, filtración. El dispositivo nanofiltro o similares no se utilizan para separar un sistema de dos fases en la etapa de filtración final.

La figura 4 ilustra un diagrama de flujo del proceso ejemplar de un sistema de osmosis directo ejemplar de acuerdo con una modalidad. En la etapa 401, una corriente de solución de alimento contaminado que comprende agua y que tiene una primera presión osmótica se proporciona en un lado de la alimentación de la membrana semipermeable y una corriente de solución de estirado que comprende un soluto de estirado y tiene una segunda presión osmótica proporcionada en un lado de estirado de la membrana semipermeable. En el paso 402, el agua de la solución de alimentación contaminada . se permite pasar a través de la membrana semipermeable hacia el lado de estirado para producir una solución diluida de estirado corriente que comprende el soluto de estirado en el lado de estirado de la membrana semipermeable y agua.

En la etapa 403, la corriente de solución de estirado diluida se calienta lo suficiente como para saturar la corriente de solución de estirado diluida con el soluto de estirado. En el paso 404, el soluto de estirado en la corriente de solución de estirado diluida se permite para precipitar para producir una corriente de efluente de dos fases precipitada.

En el paso 405, el soluto de estirado en la corriente de efluente de dos fases precipitada se aglomera para producir una corriente de efluente de aglomerado. En el paso 406, el soluto de estirado de aglomerado se separa de la corriente de efluente de aglomerado para producir una corriente rica en agua que comprende agua y soluto de estirado residual y una corriente rica en soluto que comprende soluto de estirado de aglomerado y agua.

En la etapa 407, la corriente rica en agua se enfría para disolver el soluto de estirado residual y para producir una corriente rica en agua de fase única fría. En el paso 408, el soluto de estirado residual se separa de la corriente rica en agua de fase única fría para producir una corriente de soluto de estirado residual y una corriente de producto de agua purificada.

El proceso puede incluir además medidas para reconstituir y reciclar la solución de estirado. En la etapa 409, la corriente rica en soluto se enfría para producir una corriente rica en soluto fría que comprende soluto de estirado y agua. En el paso 410, el corriente de soluto de estirado residual se combina con la corriente rica en soluto fría para producir una solución de estirado reconstituida. En la etapa 411, la solución de estirado reconstituida se recicla al lado de estirado de la membrana semipermeable .

Los ejemplos de modalidades se han descrito anteriormente en relación con los sistemas y procesos para la purificación de agua por osmosis directa o la desalinización mejoradas. Diversas modificaciones y desviaciones de las modalidades ejemplares descritas se les ocurrirán a los técnicos en la materia. La materia objeto que se pretende que esté dentro del alcance de esta descripción se expone en las siguientes reivindicaciones.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para purificar agua contaminada que comprende: proporcionar una corriente de solución de alimento contaminado que comprende agua y que tiene una primera presión osmótica en un lado del alimento de una membrana semipermeable; proporcionar una corriente de solución de estirado que comprende un soluto de estirado y que tiene una segunda presión osmótica en un lado de estirado de la membrana semipermeable; pasar el agua a través de la membrana semipermeable hacia el lado de estirado para producir una corriente de solución de estirado diluida; calentar la corriente de solución de estirado diluida para supersaturar la corriente de solución de estirado diluida; precipitar el soluto de estirado en la corriente de solución de estirado diluida para producir una corriente de efluente de dos fases precipitada; aglomerar el soluto de estirado en la corriente de efluente de fase dos precipitada para producir una corriente de efluente de aglomerado; separar el soluto de estirado de aglomerado de la corriente de efluente de aglomerado para producir una corriente rica en agua que comprende agua y soluto de estirado residual y una corriente rica en soluto que comprende soluto de estirado de aglomerado y agua; enfriar la corriente rica en agua para producir una corriente rica en agua de fase única fría, y separar el soluto de estirado residual de la corriente rica en agua de fase única fría para producir un corriente de soluto de estirado residual y una corriente de producto de agua purificada.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además: enfriar la corriente rica en soluto para producir una corriente rica en soluto fría que comprende soluto de estirado y agua; combinar la corriente de soluto de estirado residual con la corriente rica en soluto fría para producir una solución de estirado reconstituida; y reciclar la solución de estirado reconstituida a un lado de estirado de la membrana semipermeable.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el calentamiento de la solución de estirado diluida comprende calentar la solución de estirado diluida en una red del intercambiador de calor.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aglomeración del soluto de estirado comprende aglomerar el soluto de estirado en un coalescedor.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación del soluto de estirado de aglomerado de la corriente de efluente de aglomerado comprende separar el soluto de estirado de aglomerado a partir de la corriente de efluente de aglomerado en un separador de fase de gravedad.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento de la corriente rica en agua comprende enfriar la corriente rica en agua en la red del intercambiador de calor.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación del soluto de estirado residual de la corriente rica en agua de fase única fría comprende la separación del soluto de estirado residual de la corriente rica en agua de fase única fría en un nanofiltro, ultrafiltro o un módulo de osmosis inverso.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el enfriamiento de la corriente rica en soluto comprende enfriar la corriente rica en -soluto en la red del intercambiador de calor.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la temperatura del punto de enturbamiento del soluto de estirado es entre 40°C y 90°C y la temperatura de funcionamiento del coalescedor es menos de 150°C.

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración del soluto de estirado residual en la corriente rica en agua es menos de 5% en peso de soluto en solución.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión osmótica de la corriente rica en agua fría de fase única es inferior a 50 mOsm.

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de soluto en la corriente rica en soluto es mayor que 60% en peso de soluto en solución.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el soluto de estirado es un copolímero aleatorio o secuencial de dioles de bajo peso molecular.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el peso molecular del copolímero aleatorio o secuencial es mayor que 500 y la presión osmótica de un 40% en peso de soluto en la solución es superior a 30 atm.

15. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los dioles de bajo peso molecular son etano diol y propano diol y la temperatura de punto de turbidez, la solubilidad, y la presión osmótica del soluto de estirado se controlan mediante el ajuste de la relación de etano diol a propano diol y mediante el ajuste del peso molecular del soluto de estirado .

16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además medir la concentración o la presión osmótica del soluto de estirado residual en la corriente rica en agua y el control de la concentración o la presión osmótica del soluto de estirado residual mediante el ajuste de la temperatura de funcionamiento del coalescedor.

17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además el control de la velocidad de flujo de la corriente de solución de estirado para mantener una concentración predeterminada del soluto de estirado en la corriente de solución de estirado diluida .

18. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el coalescedor se segrega en una sección superior que comprende elementos coalescentes hidrófobos para aglomerar el soluto de estirado y una sección inferior que comprende elementos coalescentes hidrófilos para la agregación de agua, en donde el grado de hidrofobicidad de los elementos coalescentes hidrófobos y la grado de hidrofilicidad de los elementos coalescentes hidrófilos se seleccionan para aglomerar el soluto de estirado a más de 10 µ?t?.

19. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la red del intercambiador de calor comprende al menos dos intercambiadores de calor.

20. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el proceso de osmosis nanofiltro, ultrafiltro o inverso comprende un corte de peso molecular inferior a 2000, un rechazo de NaCl de menos de 50% y un rechazo de soluto de estirado mayor que 95%.

21. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una concentración de microorganismo del soluto de estirado en el proceso se controla con un esterilizador UV o un biocida.

22. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque un proceso de oxidación avanzada o sistema de adsorción se utiliza para eliminar el soluto de estirado residual del permeado de filtro del módulo de osmosis de nanofiltro, ultrafiltro o inversa .

23. Un sistema para la purificación de agua contaminada que comprende : una membrana semipermeable que comprende un lado de alimentación para recibir una corriente de solución de alimentación contaminada que comprende agua y que tiene una primera presión osmótica y un lado de estirado para recibir una corriente de solución de estirado que comprende un soluto de estirado y que tiene una segunda presión osmótica, en donde la membrana semipermeable está configurada para pasar el agua de la corriente de solución de alimentación contaminada hacia el lado de estirado para producir una corriente de solución de estirado diluida; un primer intercambiador de calor configurado para calentar la corriente de solución de estirado diluida; un coalescedor configurado para aglomerar el soluto de estirado en la corriente de solución de estirado diluida para producir una corriente de efluente de aglomerado; un separador de fase de gravedad configurado para separar el soluto de estirado de aglomerado a partir de la corriente de efluente de aglomerado para producir una corriente rica en agua que comprende agua y soluto de estirado residual y una corriente rica en soluto que comprende soluto de estirado de aglomerado y agua, un segundo intercambiador de calor configurado para enfriar la corriente rica en agua para producir una corriente rica en agua de fase única fría; y un módulo de osmosis inversa configurado para separar el soluto de estirado residual de la corriente rica en agua de fase única fría para producir un corriente de soluto de estirado residual y una corriente de producto de agua purificada.