Diseño de una instalación compacta para la gestión integral del agua en un crucero

Abstract

Resumen en castellano En el presente Trabajo Fin de Master se ha realizado el diseño de una instalación compacta para la gestión integral del agua en un crucero de 400 personas y que supone un volumen total de agua a tratar de VT= 130 Tn/día. Para ello, se han calculado y dimensionado las instalaciones necesarias para la generación de agua dulce a partir del agua de mar. Además, se proponen las instalaciones necesarias para depurar el agua residual generada en el crucero y a partir del agua depurada, darle un tratamiento tal que puedan ser reutilizadas en el buque. El sistema de generación de agua dulce propuesto está compuesto por un generador multiefecto que utiliza el circuito de refrigeración de los motores como fuente de energía para la vaporización del agua, con lo cual, se aprovecha la energía calorífica residual generada en los motores, y además se evita la aparición de incrustaciones al trabajar con Tª<100ºC. La depuradora para el agua residual es un biorreactor de membranas que combina la depuración mediante fangos activos y un tratamiento terciario mediante membranas de ultrafiltración. La calidad del agua depurada es tan alta que permite un uso posterior. Finalmente, el agua depurada se destila para su reutilización en la refrigeración de los motores principales y auxiliares, en las calderas de calefacción, en los inodoros y en las depuradoras del combustible y el aceite. El trabajo para su desarrollo tiene en cuenta la normativa actual aplicando las normas como la Guía para la calidad del agua editada por la OMS. Para la depuración del agua residual se aplica el anexo 4 del convenio MARPOL 73/78 referente a las reglas para prevenir la contaminación por las aguas sucias de los buques y concretamente en su última resolución MECP 227 (64). La normativa aplicada para la reutilización se realiza en base a las guías de reutilización de aguas de la UESPA y el RD 1620/2007 del Estado español.

Abstract in English

In the present Master's End Work, a compact installation has been designed for the integral management of water in a 400-person cruise ship. The total volume of water to be treated is VT= 130 Tn/day. For this purpose, the necessary installations for the generation of fresh water from seawater have been calculated and sized. In addition, the necessary facilities are proposed to purify the waste water generated in the cruise and from the treated water, to give it a treatment such that they can be reused in the ship. The proposed fresh water generation system is composed of a multi-effect generator that uses the engine cooling circuit as an energy source for water vaporization, which takes advantage of the residual heat energy generated in the engines, and also avoids the appearance of incrustations when working with Tª<100ºC. The wastewater treatment plant is a membrane bioreactor that combines purification by activated sludge and tertiary treatment by ultrafiltration membranes. The quality of the purified water is so high that it can be used later. Finally, the treated water is distilled for reuse in the cooling of main and auxiliary engines, in heating boilers, in toilets and in fuel and oil treatment plants. The work for its development takes into account the current regulations by applying standards such as the Guide to Water Quality published by the WHO. Annex 4 of the MARPOL 73/78 Convention on regulations for the prevention of pollution from ships by sewage is applied to wastewater treatment, specifically in its latest resolution MECP 227 (64). The regulations applied for reuse are based on the UESPA water reuse guidelines and the Spanish Royal Decree 1620/2007.

Laburpena euskaraz Esku artean dugun Master Amaierako Lan honetan instalazio trinko bat diseinatu da gurutzaontzi batean ur-kudeaketa integrala egiteko, zeinak VT=130 Tn/egun ur-bolumena tratatzea eskatzen baitu. Horretarako, bi instalazio kalkulatu eta dimentsionatu dira: batetik, itsasoko ur gazia ur geza bihurtzekoa; bestetik, gurutzaontzien hondakin-ura araztekoa, ondoren tratamendu bat eman eta berrerabilgarri izan ahal izateko. Sorgailu efektu aniztun bat da ur geza sortzeko sistema, zeinak motorren errefrigerazio-zirkuituak erabiltzen baititu, ura lurruntzeko energia-iturri gisa. Beraz, aprobetxatu egiten da motorren hondar bero-energia, eta saihestu egiten da hodietan inkrustazioak agertzea, sistemaren tenperatura 100ªC baino baxuagoa izanik. Mintzez osaturiko bioerreaktore bat da hondakin-ura arazteko sistema, zeinak bi eginkizun betetzen baititu: lohi aktibatuen bidezko tratamendua eta ultrafiltrazio-mintzen bidezko 3. tratamendua. Lortutako uraren kalitatea hain da handia, ezen erabilgarria izango baita. Bukatzeko, ur araztua destilatu egiten da berrerabiltzeko motor nagusi eta osagarrien hozte-sisteman, berotze-galdaretan, komunetan, eta erregaiaren eta olioaren araztegietan. Proiektu hau egiteko egungo arautegia hartu da oinarritzat. Besteak beste, OMEren Uraren Kalitaterako Gida; MARPOL 73/78 hitzarmenaren 4. eraskina, itsasontzien ur zikinen kutsadura ekiditeko, zehazki, MECP227 (64) azken ebazpena; eta ura berrerabiltzeko UESPE Gidak eta Espainiako Estatuko 1620/2007 ED.