La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento para la depuración de aguas con el fin de obtener agua de alta calidad con bajo coste energético. Más concretamente se refiere a un sistema y procedimiento de depuración de aguas que hace uso de un agente osmótico en un proceso de osmosis directa y que permite la recuperación posterior del mismo.

Por ello, esta invención se sitúa en el estado de la técnica de sistemas de depuración de aguas y de sistemas de recuperación del agente osmótico. ESTADO DE LA TÉCNICA

En el estado de la técnica se conocen distintos sistemas para la depuración de agua, incluyendo depuración de agua residual tanto urbana como industrial, como son (por mencionar algunos):

· Sistema biológico aerobio de tratamiento convencional (fangos activos), el más ampliamente utilizado, el cual conlleva importantes gastos de inversión en obra civil y maquinaria, requiere mucho espacio físico para ser instalado, lo cual puede no ser adecuado en muchos casos, su rendimiento sólo es alto con aguas residuales no salinas, y suele tener importantes pérdidas de rendimiento cuando se modifican las condiciones fisicoquímicas del agua a tratar. Por otro lado, generan olores derivados de emisiones gaseosas, que deben ser controlados adecuadamente.

• Sistema biológico anaerobio convencional de depuración de aguas. Altamente efectivo y productor de energía vía producción de biogás. Requiere consideraciones particulares para protección de la línea de gases.

• Depuradoras de biorreactor de membranas (MBR). Se trata de la combinación de dos procesos, proceso de degradación biológica y separación por membranas. Estos sistemas presentan como ventaja una necesidad mucho menor de volumen y espacio, desarrollo de biomasa especializada, mayor estabilidad ante sobrecargas, aumento de la calidad del efluente y posibilidad de adaptarse fácilmente a plantas existentes. Sin embargo, como desventaja presentan unos elevados costes de instalación y de mantenimiento, así como serios problemas de ensuciamiento de las membranas impidiendo el uso adecuado de éstas. Aunque ya se han producido mejoras de la tecnología que permiten reducir e incluso recuperar costes, como el sistema de tratamiento anaerobio de aguas residuales con membranas (AnMBR) con alta estabilidad, reducción de un 50% en la producción de biosólidos, reducción de los problemas de ensuciamiento, y que es, además un generador de energía. Un sistema AnMBR reduce el consumo energético por m3 cúbico de agua tratada en un 70% en comparación con procesos convencionales, pudiendo alcanzarse incluso producción neta de energía en algunos casos; reduce un 80% las emisiones de C0 ₂ de la oxidación de la materia orgánica presente en las aguas residuales, disminuyendo así la huella de carbono.

• Depuración por lagunajes. El sistema de tratamiento por lagunas, está basado en varios tipos de lagunas conectadas en serie, en paralelo, o en una combinación de ambas, se le conoce, en algunas zonas de habla hispana como lagunaje, en otras zonas se les denomina balsas. El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz para depurar las aguas de grandes núcleos.

• Depuración fisicoquímica. El tratamiento fisicoquímico del agua tiene como finalidad mediante la adición de ciertos productos químicos la alteración del estado físico de posibles sustancias contaminantes presentes en el agua y que permanecerían por tiempo indefinido de forma estable para convertirlas en partículas susceptibles de separación por sedimentación. Estos procesos son muy económicos en lo que respecta a la inversión inicial, son equipos compactos que ocupan muy poco espacio, pero presentan el inconveniente que pierden gran eficiencia en cambios de las características fisicoquímicas del agua a tratar (pH, Temperatura y conductividad) y el proceso requiere importantes gastos de operación por consumo de productos químicos. Es, además, generalmente un pre-tratamiento anterior a derivación a un tratamiento posterior, no un tratamiento de depuración de aguas residuales completo en sí mismo.

Por otra parte, el fenómeno de osmosis ha sido ampliamente utilizado para la desalación de agua de mar o agua salobre. Como es conocido, el fenómeno de osmosis genera un flujo de agua a través de una membrana descrito por la siguiente J _w = Α(σΔττ-ΔΡ) donde J _w es el flujo de agua que cuando es positivo indica el agua fluye en la dirección del gradiente de la presión osmótica, A es el coeficiente de permeabilidad del agua y σΔπ y ΔΡ son, respectivamente la diferencias de presión osmótica y de presión hidrostática a través de la membrana. De esta manera, cuando el parámetro ΔΡ es cero, se trata de un proceso de osmosis natural o directa, conocido en el estado del arte por el acrónimo inglés FO (Forward Osmosis), si ΔΡ> Δπ el flujo tomaría la dirección "no natural" lográndose la osmosis inversa, cuyo acrónimo en inglés es RO (Reverse Osmosis). En un último caso, si Δπ > ΔΡ el flujo seguiría manteniéndose en la dirección natural, pero en menor cuantía debido a la existencia de esta contrapresión.

Para que tenga lugar el fenómeno de osmosis directa, el agua a tratar se pone en contacto a través de una membrana semipermeable con un agente osmótico. El agente osmótico es un fluido con alta salinidad que se utiliza como base para atraer el agua dulce proveniente del agua a tratar a través de una membrana semipermeable en una planta de desalinización o tratamiento de aguas por osmosis directa.

Este sistema de tratamiento de FO consume muy poca energía en el proceso respecto a la osmosis inversa (menos del 90% menos que la anterior), dado que naturalmente el agua fluirá a través de la membrana semipermeable desde un fluido hasta el otro, siempre y cuando entre ambos haya una diferencia importante de presión osmótica, sin necesidad de usar una bomba de alta presión como en el caso de la osmosis inversa. En el proceso de la osmosis directa se genera un agente osmótico diluido (la mezcla del agente osmótico original más el agua que ha logrado pasar a través de la membrana semipermeable en el proceso de osmosis) a partir del cual se puede recuperar de nuevo el agente osmótico original.

Actualmente, el proceso que se usa para el tratamiento o recuperación del agente osmótico diluido depende del tipo de agente osmótico elegido, pero principalmente los métodos usados son:

-separación térmica: usando determinados productos, como el bicarbonato de amonio, la separación del agua y la recuperación de esta molécula se realiza mediante calentamiento de la dilución hasta producir la evaporación del amoniaco y C0 ₂ . De esta forma se obtiene agua de calidad y mediante un tratamiento físico-químico se recuperan los gases emitidos y se vuelve a sintetizar el agente osmótico; -separación magnética: con un agente osmótico formado por elementos magnéticos, una vez diluido, se separan dichos elementos del agua mediante el uso de sistemas de separación magnética;

-desalación: la eliminación del agente osmótico y la obtención de agua de alta calidad se realiza mediante un sistema de desalación, como por ejemplo la osmosis inversa; -catálisis: se elige un agente osmótico que en determinadas condiciones de temperatura y pH, añadiendo un catalizador, transforma las moléculas de esta solución en otras de baja solubilidad y por lo tanto de fácil separación física.

Estos sistemas son caros, no escalables, consumen altas cantidades de químicos o tienen consumos energéticos elevados.

Por otro lado, se ha utilizado el proceso de osmosis a presión (proceso de presión osmótica retardada o PRO, del inglés Pressure Retarded Osmosis) para la generación de energía, tal y como se describe en los documentos US4193267, US7563370 y US7566402.

Por otra parte, en los últimos años se ha utilizado la técnica de desionización capacitiva para desalar agua. La desionización capacitiva se conoce de forma abreviada por sus siglas en inglés CDI (Capacitive Delonization).

La CDI se basa en cargar los electrodos de un condensador, típicamente con un voltaje alrededor de 1 ,2-3 V de corriente continua, y hacer pasar el agua generalmente de forma transversal a través de estas superficies (electrodos). Los iones presentes en el agua tenderán a quedarse atrapados en el electrodo de carga contraria. De esta manera, el agua al salir del sistema habrá perdido gran cantidad de estos iones, habiéndose producido el proceso de desalación.

La tecnología CDI es conocida desde hace décadas, pero era poco práctica. No fue hasta los años 70 del siglo XX cuando se llegó a un diseño que por primera vez daba esperanzas a un uso comercial viable de esta tecnología. En ese momento los investigadores entendieron que la clave estaba en el diseño de los electrodos del condensador, y en lugar de que el agua de alimentación fluyera entre los electrodos, consiguieron un nuevo diseño donde el sistema alimentaba el agua a través de los poros de los electrodos, formados por un sistema reticular.

El proceso de CDI funciona de la siguiente manera:

- primero se aplica corriente eléctrica y a medida que los electrodos atrapan iones, comienzan a saturarse debido a la carga de éstos y la calidad del agua de salida empieza a bajar; - en cierto momento, cuando la eficiencia del proceso de desionización se reduce en cierta cantidad (por ejemplo 60% a 80% de la máxima) se corta la alimentación eléctrica y los iones son barridos de los electrodos por la corriente de agua lo que se conoce como proceso de regeneración o de formación de salmuera. La enorme ventaja competitiva de esta tecnología reside en que, al actuar como un condensador, en esta fase, según el diseño que se propuso en los años 70, debería teóricamente devolver casi toda la energía utilizada para la adsorción.

Sin embargo, en la práctica los rendimientos que se obtuvieron con el diseño propuesto en los años 70 fue muy bajo, la captura de iones disueltos resultó ser muy pobre y la no disponibilidad en ese momento de los materiales adecuados para el electrodo hizo que se abandonara casi por completo la investigación de esta tecnología como una alternativa a la desalación de agua.

En los últimos años ha habido importantes avances en nuevos materiales, por ejemplo, en el diseño y optimización de condensadores electroquímicos que permiten capturar una elevada capacidad de iones disueltos con un excelente rendimiento por metro cúbico de agua a tratar, convirtiéndose, por tanto, la CDI en una alternativa disruptiva a la osmosis Inversa.

A pesar de ello, no se conoce en el estado de la técnica ningún sistema o procedimiento que permita depurar agua y que combine las tecnologías de osmosis directa y CDI para obtener agua limpia y recuperar el agente osmótico.

La principal ventaja de esta invención es que se separa completamente la etapa de recuperación del agente osmótico original del fenómeno de la osmosis. Por lo que un agente osmótico que aún diluido presente una alta presión osmótica, no será un factor limitante a la hora de ser tratado mediante le fenómeno del CDI.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento para la depuración de aguas, preferiblemente residuales, con el fin de obtener agua de alta calidad con bajo coste energético. Los inventores han encontrado que la utilización secuencial de un fenómeno de osmosis directa y posterior desionización capacitiva conduce a la obtención de agua limpia con un bajo coste energético, además de poder recuperar el agente osmótico que interviene en el proceso de manera que pueda utilizarse de nuevo en el proceso. Además, el fenómeno de osmosis directa puede usarse para la generación de energía, usando la presión disponible en el agente osmótico para producir la misma. Si éste es el caso, se utilizarían membranas de osmosis directa de contrapresión, manteniendo una presión en el proceso, lo que generaría un agente osmótico diluido a alta presión que se podría usar para generar energía.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema para la depuración de aguas caracterizado por comprender:

- un dispositivo de osmosis directa que comprende al menos una membrana semipermeable configurada para permitir el paso de agua desde el agua a tratar hasta un agente osmótico que presenta una presión osmótica mayor que la del agua a tratar para dar lugar a un agente osmótico diluido mediante un proceso de osmosis directa, y,

-un dispositivo de desionización capacitiva conectado con el dispositivo de osmosis directa (bien sea directa o indirectamente) y configurado para generar agua limpia y recuperar el agente osmótico a partir del agente osmótico diluido generado en el dispositivo de osmosis directa. El término "agua a tratar", tal como se usa en el presente documento, está dirigido principalmente a aguas residuales domésticas y de edificios comerciales, como instalaciones hoteleras y similares (comúnmente conocida como agua residual urbana, ARU); agua residual industrial (procedente de procesos industriales y sometida a otro tipo de regulación diferente en cuanto a su tratamiento en comparación a la del agua residual urbana); aguas subterráneas, superficiales y/o agua de lluvia, y agua de mar o de río, que puede requerir tratamiento para su uso; así como cualquier agua que deba tratarse bien para poder ser vertida cumpliendo los parámetros de la legislación ambiental vigente, como para ser reusada asegurando que se cumplen las condiciones fisicoquímicas adecuadas para ello.

El término "agua limpia", se refiere a un agua que, después de ser tratada, tiene unas condiciones fisicoquímicas (pH, temperatura, conductividad, DQO, DB0 ₅ , sólidos en suspensión, presencia de E-Coli, Coliformes Totales, Nitrógeno Total, etc.) tales que los parámetros exigidos por la legislación vigente, sea para poder ser vertida a la red de saneamiento a al acuífero, como ser reusada en el propio proceso industrial, limpieza, riego, etc; estén todos y cada uno de ellos por debajo de los límites exigibles, tanto a nivel local, como nacional e internacional.

A modo de ejemplo, sin que sea limitativo para la invención, un agua limpia puede ser aquella que cumpla con los siguientes parámetros (según ordenanzas locales, el Reglamento del Servicio de Alcantarillado, Depuración y Vertidos de la Laguna - Tenerife - España):

• Conductividad a 25°C < 2.000 uS/cm

• DB0 ₅ < 1.000 mg/l

· DQO < 1.600 mg/l

• pH a 25°C 6-9 unidades de pH

• Sólidos en suspensión <750 mg/l

No obstante, dependiendo de la aplicación que se vaya a dar al agua limpia y de la normativa vigente en cada caso/territorio, los parámetros pueden variar.

En la presente invención, el proceso de osmosis que tiene lugar entre el agua a tratar y el agente osmótico es un proceso de osmosis directa en el que ΔΡ es cero y la presión osmótica del agente osmótico es mayor a la del agua a tratar, de manera que el agua pasará de forma natural desde el agua a tratar al agente osmótico, formando una dilución de éste.

Se entiende por presión osmótica la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable. La presión osmótica es una de las cuatro propiedades coligativas de las soluciones (dependen del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza). Se trata de una de las características principales a tener en cuenta en las relaciones de los líquidos que constituyen el medio interno de los seres vivos, ya que la membrana plasmática regula la entrada y salida de soluto al medio extracelular que la rodea, ejerciendo como barrera de control.

Cuando se colocan soluciones de distinta concentración, separadas por una membrana semipermeable (membrana que deja pasar las moléculas de disolvente pero no las de los solutos), las moléculas de disolvente, pasan habitualmente desde la solución con menor concentración de solutos a la de mayor concentración. Este fenómeno recibe el nombre de osmosis, palabra que deriva del griego osmos, que significa "impulso". Al suceder la osmosis, se crea una diferencia de presión en ambos lados de la membrana semipermeable: la presión osmótica.

Existen innumerables sustancias que pueden actuar como agente osmótico, sin embargo, para poder ser usadas eficientemente en este proceso deben cumplir las siguientes características:

• alta presión osmótica intrínseca (mayor que la del agua a tratar),

· simplicidad y bajo coste de reconcentración (recuperación del agente osmótico tras haber sido diluido),

• simplicidad y bajo costo de recuperación (para evitar pérdidas),

• mínima tendencia a producir polarización por concentración interna, (pequeño tamaño de partícula de soluto, alto coeficiente de difusión y baja viscosidad), · baja permeabilidad inversa del soluto,

• ausencia de toxicidad,

• buena resistencia al ensuciamiento biológico,

• estable e inerte a pH neutro sin dañar la membrana. Entre los posibles agentes osmóticos que pueden utilizarse se encuentran soluciones acuosas de solutos volátiles como el S0 ₂ , mezclas de agua con gas (S0 ₂ ) o líquido (alcoholes alifáticos), soluciones de AI ₂ S0 ₄ , de glucosa, fructosa, de otros azúcares o nutrientes, de KN0 ₃ y D0 ₂ , de NH ₃ y C0 ₂ , soluciones con nanopartículas magnéticas, nanopartículas hidrofílicas, dendrímeros, albúmina, con solutos basados en 2- imidazol, soluciones de hidrogeles poliméricos, de fertilizantes, soluciones acuosas de polietilenimina ramificada, etc.

La condición que tienen que cumplir estas soluciones (agente osmótico) es que presenten una presión osmótica mayor que la del agua a tratar. En una realización preferida de la invención, el dispositivo de osmosis directa comprende una salida de material de desecho (lodos, sales, etc) procedente del agua a tratar. En una realización preferida, el sistema comprende un circuito de recirculación configurado para recircular el agente osmótico generado en el dispositivo de desionización capacitiva hasta el dispositivo de una osmosis directa, donde podrá ser utilizado de nuevo. Más preferiblemente, dicho circuito de recirculación comprende un tanque para el almacenamiento del agente osmótico generado en el dispositivo de desionización capacitiva, de manera que dicho agente osmótico pueda ser almacenado y utilizado cuando se requiera.

En otra realización preferida, el sistema comprende un dispositivo de tratamiento de agente osmótico diluido previamente a su entrada en el dispositivo de desionización capacitiva. Este dispositivo de tratamiento puede comprender, por ejemplo, uno o varios filtros, un agente oxidante (por ejemplo ozono) en caso de que sea conveniente oxidar el agente osmótico previamente a su entrada en el dispositivo de desionización capacitiva, etc.

En otra realización preferida, el dispositivo de osmosis directa incluye equipos de bombeo a presión y además puede incluir cámaras isobáricas para optimización energética a fin de llevar una osmosis directa a presión (proceso de presión osmótica retardada o PRO, del inglés Pressure Retarded Osmosis) y obtener así un agente osmótico diluido a alta presión, En este caso, preferiblemente el sistema comprende un dispositivo de generación de energía. Este dispositivo de generación de energía, como puede ser una turbina, está configurado para recibir el agente osmótico diluido a presión generado en el dispositivo de una osmosis directa y para enviar dicho agente osmótico diluido, ya despresurizado, al dispositivo de desionización capacitiva, generando así energía.

En otra realización preferida, el sistema incluye un circuito de recirculación del agua limpia generada en el dispositivo de desionización capacitiva hasta el dispositivo de osmosis directa. Este circuito de recirculación se utiliza preferiblemente en los sistemas de osmosis directa a presión en los que además existe un generador de energía.

En otra realización preferida, el dispositivo de desionización capacitiva comprende un condensador formado por electrodos de aerogeles de carbono, con una elevada capacidad de capturar iones disueltos con un excelente rendimiento por metro cúbico de agua a tratar.

En otra realización preferida, el dispositivo de desionización capacitiva comprende un condensador formado por electrodos de grafeno.

El aerogel o el humo helado es un material coloidal similar al gel, en el cual el componente líquido es cambiado por un gas, obteniendo como resultado un sólido de muy baja densidad (3 mg/cm ³ o 3 kg/m ³ ) y altamente poroso, con ciertas propiedades muy sorprendentes, como su enorme capacidad de aislante térmico.

Este material está generalmente compuesto por un 90,5% a un 99,8% de aire, es mil veces menos denso que el vidrio y unas tres veces más denso que el aire. Familiarmente es denominado humo helado, humo sólido o humo azul debido a su naturaleza semitransparente, sin embargo, tiene al tacto una consistencia similar a la espuma de poliestireno.

Los aerogeles de carbono poseen una estructura desordenada de carbono sp ² , son los únicos que conducen la corriente eléctrica, se obtienen de la carbonización de aerogeles orgánicos, los cuales presentan una estructura basada en polímeros orgánicos resultantes de la polimerización de monómeros orgánicos multifuncionales, como son los RF obtenidos por policondensación de resorcinol con formaldehído y MF (melamina con formaldehído), mediante un proceso de pirólisis a temperaturas (T) superiores a 500 °C e inferiores a 2100 °C, pues a T mayores se pierden las características del aerogel.

Un segundo aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para la depuración de aguas mediante el sistema descrito en el primer aspecto de la invención. El procedimiento incluye al menos:

- una etapa de osmosis directa entre el agua a tratar y un agente osmótico con mayor presión osmótica que el agua a tratar a través de una membrana semipermeable, de manera que se obtiene un agente osmótico diluido y material de desecho proveniente del agua a tratar, y - una etapa de desionización capacitiva del agente osmótico diluido obtenido en la etapa de osmosis directa para obtener agua limpia y recuperar el agente osmótico original, que podrá ser recirculado y utilizado de nuevo en la etapa de osmosis directa. Luego, como resultado del proceso de osmosis directa, se genera material de desecho que será eliminado y el agente osmótico diluido, el cual estará formado por el agente osmótico original y el agua dulce y limpia (que pretendemos obtener como producto final) que ha pasado a través de las membranas semipermeables desde el agua a tratar al agente osmótico original.

En la etapa de desionización capacitiva (CDI) se eliminarán los iones presentes en agente osmótico diluido. Como resultado de este proceso se obtendrá, por una parte, agua limpia lista para el consumo y, por otra parte, el agente osmótico original, que podrá enviarse (recircularse) al sistema de osmosis directa o podrá enviarse a un almacén para su posterior utilización en la etapa de osmosis directa.

En una realización preferida, el agente osmótico diluido obtenido en la etapa de osmosis directa se somete a un tratamiento o filtrado previamente a la etapa de desionización capacitiva. El agente osmótico diluido puede tratarse o filtrarse a fin de que esté compuesto por iones que resulten óptimos para su eliminación en el proceso de desionización capacitiva con el mínimo gasto de energía, de tal forma que el proceso global tenga el mínimo gasto energético y el mayor rendimiento. Como ejemplo de tratamiento puede citarse la oxidación del mismo con ozono, de tal forma que el resultado de la oxidación transforme al compuesto iónico o sal correspondiente en un compuesto de mayor electronegatividad o electropositividad, de tal forma que se requiera menor gasto eléctrico en la separación en el CDI.

En una realización preferida del procedimiento, la etapa de osmosis directa se lleva a cabo a una presión de trabajo siempre inferior a la presión osmótica del agente osmótico utilizado. Por ejemplo se pueden utilizar rangos de 20-30 bar (2- 10 ⁶ Pa- 3- 10 ⁶ Pa) cuando el agente osmótico es agua de mar, 40-50 bar (4- 10 ⁶ Pa-5- 10 ⁶ Pa) cuando se tratan de salmueras provenientes de procesos de desalación de agua de mar, o incluso 110-130 bar (1 1 - 10 ⁶ Pa-13- 10 ⁶ Pa) cuando se usa como agente osmótico el bicarbonato de amonio) para generar así un agente osmótico diluido a alta presión. Preferiblemente la presión aplicada al agente osmótico es superior a 20 bares (2- 10 ⁶ Pa).

En una realización preferida del procedimiento, el agua limpia obtenida en la etapa de desionización capacitiva es recirculada para utilizarse en la etapa de osmosis directa. En este caso, preferiblemente el agente osmótico diluido a alta presión se hace pasar por un generador de energía, tal como una turbina, para la generación de energía.

En una realización preferida, el agua limpia obtenida en la etapa de desionización capacitiva es recirculada para utilizarse en la etapa de osmosis directa. Esta recirculación se realiza preferiblemente cuando el proceso se utiliza para la obtención de energía.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.

DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Fig. 1. Muestra en esquema una realización preferida del sistema de la presente invención para la depuración de aguas residuales.

Fig. 2. Muestra en esquema otra realización preferida del sistema de la presente invención para la depuración de aguas residuales. Fig. 3. Muestra en esquema una tercera realización preferida del sistema de la presente invención para la obtención de energía.

Fig. 4. Gráfica que muestra la presión osmótica de disoluciones acuosas de polietilenimina (PEI) ramificada en función de la concentración y el pH de la disolución a 30°C.

EJEMPLOS

A continuación se ilustrará la invención en base a las figuras presentadas.

Tal y como se muestra en la realización preferida de la figura 1 , el sistema de la presente invención comprende: - un dispositivo de osmosis directa (1) que comprende al menos una membrana semipermeable configurada para permitir el paso de agua desde el agua (10) a tratar hasta un agente osmótico (1 1) que presenta una presión osmótica mayor que la del agua a tratar para dar lugar a un agente osmótico diluido (12) mediante un proceso de osmosis directa,

- un dispositivo de desionización capacitiva (2) configurado para recibir el agente osmótico diluido (12) del dispositivo de una osmosis directa y generar el agua limpia (13) y recuperar el agente osmótico original (1 1),

- un circuito de recirculación (3) configurado para recircular el agente osmótico (11) generado en el dispositivo de desionización capacitiva (2) hasta el dispositivo de osmosis directa (1), dicho circuito (3) comprende un

tanque de almacenamiento (4) para poder almacenar el agente osmótico (1 1) y poder utilizarlo cuando se requiera.

El procedimiento para depurar agua mediante este sistema implicaría una primera etapa de osmosis directa entre el agua (10) a tratar y el agente osmótico (1 1) para generar material de desecho (14) que será eliminado y el agente osmótico diluido (12). Éste es conducido hasta el dispositivo de desionización capacitiva (2) donde ese eliminará los iones presentes en agente osmótico diluido. Como resultado de este proceso se obtendrá, por una parte, agua limpia (13) lista para el consumo y, por otra parte, el agente osmótico original, que será enviado al almacén (4).

En la figura 2 se representa otra realización del sistema de la presente invención similar al representado en la figura 1 , pero que además incluye un

dispositivo de tratamiento (5) del agente osmótico diluido (12), como por ejemplo un filtro, a través del cual se conectan el dispositivo de osmosis directa (1) y el dispositivo de desionización capacitiva (2). En este caso, el procedimiento es similar al descrito para la figura 1 con la diferencia de que el agente osmótico diluido (12) es tratado previamente (por ejemplo, filtrado, oxidado, etc) previamente a su entrada en el dispositivo de desionización capacitiva (2). En la figura 3 se representa otra realización del sistema de la presente invención que se utiliza para la generación de energía. Esta realización comprende, además del dispositivo de osmosis directa (1), el dispositivo de desionización capacitiva (2) y el circuito de recirculación (3), similares a los representados en las figuras 1 y 2, un generador de energía (6) configurado para recibir el agente osmótico diluido (12) a presión generado en el dispositivo de osmosis directa (1) y generar energía , así como un circuito (7) para recircular el agua limpia (13) desde el dispositivo de desionización capacitiva (2) al dispositivo de osmosis directa (1).

En este caso, la osmosis directa se realiza a presión (pressure retarded osmosis), obteniendo así un agente osmótico diluido (12) a alta presión que es conducido hasta un dispositivo de generación de energía o turbina para la generación de energía. El agente osmótico diluido, ya despresurizado, es conducido hasta el dispositivo de tratamiento (5), como es un filtro, y de ahí hasta el dispositivo de desionización capacitiva (2). Este dispositivo de desionización capacitiva (2) produce agua limpia (13) que se recircula al dispositivo de osmosis directa (1) y agente osmótico (11) original que se conduce al tanque de almacenamiento (4) para ser utilizado cuando se requiera de nuevo en el proceso de osmosis directa.