Guida all’appalto di impianti di desalinizzazione dell’acqua di mare per gli acquirenti EPC

Si tratta di una serie di decisioni relative agli aspetti chimici, idraulici, elettrici, civili, acquatici, alle membrane e alla garanzia di assistenza che sembra semplice solo in un opuscolo di vendita del distributore, poiché gli aspetti spiacevoli – incrostazioni dovute al consumo, frequenza di sostituzione delle cartucce, rimozione del boro, autorizzazioni relative alla salamoia, metallurgia della parte a contatto con il liquido, picchi di SDI e programma di alimentazione – sono stati in realtà gentilmente nascosti sotto un luccicante layout di presentazione. Perché gli acquirenti continuano a confrontare i preventivi riga per riga come se tutti i pacchetti SWRO fossero comparabili?

In realtà ho visto questo errore più di una volta: un cliente EPC richiede “1000 m FOUR/giorno SWRO”, riceve 4 offerte valide e sceglie quella che costa 11% in meno. Sei mesi dopo, il team del sito si trova a dover affrontare problemi di stress differenziale, le cartucce si guastano prematuramente, la conduttività in ingresso oscilla e il fornitore addebita la responsabilità a “acqua di alimentazione non conforme alle specifiche di progetto”.”

È proprio in quella situazione che si nascondono gli acquisti sbagliati.

Il quadro generale è chiaro. Il progetto di osmosi inversa dell’acqua di mare di Hassyan, a Dubai, è giunto alla fase di chiusura finanziaria nell’aprile 2024 alle 180 MIGD, con la DEWA che fa riferimento a un investimento di 3,377 miliardi di AED; Veolia ha illustrato nel dettaglio l'impianto come 818.000 m³ al giorno, con 2,9 kWh/m con doppia potenza di assorbimento e avvio graduale dal 2026 al 2027. Questi dati non sono semplici curiosità da opuscolo. Mostrano in che direzione i clienti più importanti stanno orientando il mercato: impianti più grandi, potenza ridotta, versioni finanziabili, garanzie più rigorose. **

Il vero intento di navigazione che si cela dietro questa panoramica

Si tratta di una richiesta di natura commerciale con una componente transazionale complessa.

Un cliente che sta cercando Guida all'acquisto di impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare per acquirenti EPC Non si stanno chiedendo: “Che cos’è l’osmosi?”. Probabilmente stanno preparando una gara d’appalto, valutando un distributore, redigendo capitolati tecnici, confrontando un impianto di osmosi inversa per acqua di mare con altre opzioni, oppure cercando di impedire a un gruppo di acquisto di scegliere il prodotto più economico, ma che si rivelerà un vero e proprio disastro.

Quindi la raccolta delle parole chiave deve funzionare in questo modo:

Obiettivo principale: acquistare, definire, confrontare e ridurre i rischi legati a un sistema di desalinizzazione SWRO.

Obiettivo secondario: individuare la struttura dell’appalto, la certificazione del fornitore, la progettazione del pretrattamento, gli aspetti relativi alla gestione e alla manutenzione e il costo del ciclo di vita.

Intento nascosto: evitare di essere incolpati.

Quest'ultimo aspetto è fondamentale. Nell'acquisto di un impianto di desalinizzazione in regime EPC, nessuno vuole essere colui che ha approvato una garanzia vaga sulla salinità dell'acqua di alimentazione, sul tasso di recupero, sulla garanzia dello strato membranoso o sul grado dell'acciaio inossidabile. Eppure succede spesso.

Cosa comprende realmente un impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare

Un vero e proprio impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare non consiste semplicemente in membrane RO e pompe ad alta pressione.

Come minimo, un pacchetto SWRO pronto per l’EPC deve specificare il consumo di acqua di mare, la filtrazione grossolana, il pompaggio dell’acqua di alimentazione, il dosaggio dei prodotti chimici, il pretrattamento multimediale o di ultrafiltrazione ove richiesto, la purificazione a cartuccia, il pompaggio ad alta pressione, il recupero di energia, i banchi di membrane RO, sistema CIP, sistema di lavaggio, post-trattamento, rimineralizzazione, disinfezione, smaltimento della salamoia, strumentazione, PLC/SCADA, quadri elettrici, componenti di ricambio e assistenza alla messa in servizio.

Ecco la realtà, più complessa: il rack a membrana suscita interesse perché sembra costoso. Ma il rischio legato all’acquisto risiede solitamente nello strato di membrana.

Se l’acqua in entrata contiene alghe, limo, sostanze organiche, tracce di olio, torbidità stagionale o contaminazione portuale, un piano di pretrattamento inadeguato comprometterà l’intero impianto. È qui che entrano in gioco la scelta delle cartucce in PP, il design dell’alloggiamento e le problematiche di filtrazione. Un acquirente che si limita a richiedere un “filtro a cartuccia da 5 micron” non ha fornito specifiche sufficienti. Per i dispositivi SWRO più piccoli e modulari, un Cartuccia filtrante in PP da 5–10 micron per la filtrazione dell'acqua potrebbe essere adatto come barriera di rifinitura prima dell'osmosi inversa (RO). Per impianti con portate più elevate, la perdita di carico e i costi del sostituto possono orientarsi verso un cartuccia in polipropilene melt-blown ad alto flusso e di grande diametro per la prefiltrazione dei fluidi.

Una piccola parte. Una conseguenza enorme.

Le specifiche di acquisto devono partire dall'acqua di alimentazione, non dalla capacità

Bando di gara inadeguato: “Fornitura di un impianto di desalinizzazione dell’acqua di mare da 5000 m TWO al giorno”.”

Offerta decisamente migliore: “Progettare, produrre, fornire, supervisionare l’installazione, il pagamento e i test di prestazione di un impianto di desalinizzazione SWRO da 5000 m THREE/giorno, in base ai parametri specificati relativi all’acqua di alimentazione, alla variabilità delle condizioni, al valore target di TDS del prodotto, al valore target di boro, alla variabilità della temperatura, al limite SDI, ai picchi di torbidità, tipo di presa, restrizioni di scarico e ore di funzionamento.”

L'impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare più efficace per i progetti EPC non è sempre quello che utilizza la migliore marca di membrane. È quello la cui configurazione di base gli consente di trattare l'acqua di mare vera e propria.

La vostra offerta dovrà specificare:

Intervallo di TDS dell'acqua di alimentazione: solitamente compreso tra 32.000 e 45.000 mg/L per l'acqua salata, a seconda della località.

Intervallo di temperatura, poiché lo spessore e la pressione osmotica modificano la proiezione dello strato di membrana.

Valori target per TDS, cloruri, boro, contenuto di solidi, alcalinità e pH del permeato.

Tasso di recupero, solitamente limitato da fattori quali il ridimensionamento, la potenza, lo scarico della salamoia e la durata della membrana.

SDI15 e limiti di torbidità all’ingresso del sistema di osmosi inversa.

Regime chimico: FeCl₃ o un gruppo specifico per la coagulazione, NaOCl per la clorazione a monte, ove prevista, SMBS per la declorazione, H₂SO₄ o NaOH per la regolazione del pH, antiscalante, prodotti chimici per il CIP.

Requisiti del prodotto: 316L, doppio 2205, incredibilmente doppio 2507, HDPE, FRP, UPVC o acciaio al carbonio rivestito in gomma, a seconda della zona di sollecitazione e dell’esposizione ai cloruri.

E, naturalmente, è necessario definire anche gli alloggiamenti dei filtri. Mi piace definire l’area dei filtri a cartuccia in modo estremamente dettagliato: circolazione per alloggiamento, numero di flussi, sollecitazioni strutturali, piano di sfiato/drenaggio, tipo di guarnizione, trasmettitore di pressione differenziale, spazio libero aggiuntivo e accesso allo spazio libero. Per i sistemi industriali compatti, un Filtro singolo in acciaio inossidabile 304/316 con cartuccia filtrante industriale da 1 micron è la soluzione ideale per le procedure di appalto in cui la resistenza al deterioramento, la facilità di valutazione e la possibilità di ripristino con portate ridotte fanno parte del pacchetto.

Selezione dei fornitori: i documenti che richiedo prima di stabilire la tariffa

Non chiedo mai per prima cosa al fornitore di un impianto di desalinizzazione quale sarà la tariffa finale. Questo, infatti, premia i fornitori che presentano preventivi al ribasso per poi chiarire la situazione in un secondo momento.

Chiedo delle prove.

Un fornitore serio deve fornire uno schema del flusso di processo, schema P&ID, bilancio di massa, proiezione RO, stima energetica, basi di dimensionamento del pretrattamento, ipotesi di riempimento delle cartucce, elenco dei materiali, procedura di pulizia delle membrane, elenco dei carichi elettrici, descrizione dell’automazione, illustrazioni GA, progetti di riferimento, calendario di produzione, strategia FAT, dichiarazione relativa alla procedura di nomina, elenco dei pezzi di ricambio, esclusioni e formulazione della garanzia di prestazione.

Se non riescono a produrli prima del completamento commerciale, ritengo che il prezzo sia incompleto.

Non si tratta di risentimento. È la presa di coscienza di uno schema.

L'impianto di Carlsbad della San Diego Area Water Authority rappresenta un utile punto di riferimento per i clienti EPC, poiché ha operato su una scala pubblica e documentata: superiore a 50 milioni di galloni al giorno, con un'offerta di circa 400.000 persone, con l’avvio delle attività previsto per la fine del 2015. La SDCWA precisa inoltre che l’impianto preleva circa 100 milioni di galloni al giorno di acqua salata in una giornata normale e ne converte circa la metà in acqua destinata al consumo di alcolici. Questo rapporto di conversione è proprio il tipo di argomento concreto sul recupero che i clienti devono inserire nelle offerte.

È nel pretrattamento che risiedono le proposte di desalinizzazione

Il pretrattamento non è una semplice misura estetica. È la polizza assicurativa per il blocco RO.

Nell’ambito degli appalti per impianti di desalinizzazione in regime EPC, valuto attentamente in che modo il fornitore protegga le membrane RO da solidi sospesi, biofouling, colloidi, fioriture algali, contaminazione da olio e variazioni stagionali della salinità dell’acqua. Un fornitore può rendere un prezzo apparentemente allettante sottodimensionando i filtri multimediali, evitando l’ultrafiltrazione laddove sarebbe giustificata, scegliendo un numero insufficiente di alloggiamenti per cartucce o ipotizzando un valore SDI dell’acqua di alimentazione che l’impianto non raggiungerà mai.

A quel punto ha inizio il processo di produzione.

Lo stress aumenta. Gli operatori vanno nel panico. L’uso di sostanze chimiche cresce. Le cartucce finiscono. Le membrane si intasano. Tutti sostengono che il bando di gara iniziale fosse chiaro.

Per gli skid SWRO di medie e grandi dimensioni, condivido il ragionamento presentato riguardo alle cartucce: un filtraggio robusto a monte, seguito da una depurazione più accurata prima dell’osmosi inversa. A Cartucce filtranti per l'acqua con grandi particelle di PP, disponibili nelle griglie di filtrazione da 1, 5, 10, 25 o 50 micron può essere inserita nelle specifiche quando l'acquirente desidera garantire flessibilità in caso di problemi relativi all'acqua di alimentazione e in termini di convenienza economica delle alternative.

Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti continua a considerare l’osmosi inversa una tecnologia meno energivora rispetto alle alternative termiche, mentre il programma di desalinizzazione della Reclamation ha continuato a indire bandi di finanziamento incentrati sulla riduzione al minimo dei costi, del consumo energetico e dell’impatto ambientale del trattamento delle acque contaminate. Per gli acquirenti, ciò significa che il mercato non è fermo; la vostra offerta non deve sembrare un modello del 2014.

Tabella comparativa: cosa devono cercare gli acquirenti EPC in una gara d'appalto per impianti di desalinizzazione

Area acquisti	Linguaggio delicato e tenero	Linguaggio forte e delicato	Perché è importante
Capacità	“Impianto SWRO da 1000 m THREE al giorno”	“1000 m FIVE/giorno, penetrazione a 25 °C, TDS in ingresso 38.000–42.000 mg/L, funzionamento 24 ore su 24, post-trattamento incluso”	Impedisce ai distributori di basare i preventivi su ipotesi progettuali diverse
Pretrattamento	“Il filtro a cartuccia era costituito da”	“Punteggio in micron definito, materiale filtrante, portata per elemento, spazio occupato, sistema di allarme DP, frequenza di sostituzione, valore SDI target”	Protegge le membrane e il piano di bilancio per la gestione e la manutenzione
Strati della membrana RO	“Membrana RO di altissima qualità”	“Proiezione della membrana SWRO 8040 con ipotesi relative a recupero, sostituzione, rigetto, limiti di incrostazione e frequenza di pulizia”	Trasforma il linguaggio commerciale in dati numerici relativi alle prestazioni
Consumo energetico	“Disposizione a risparmio energetico”	“Rendimento garantito in kWh/m³ a salinità, temperatura, condizioni di stagionatura e qualità del prodotto prestabilite”	Consente di confrontare il consumo energetico tra le diverse proposte
I materiali	“Componenti SS”	“316L/duplex/super duplex in base alla zona di impiego, all’esposizione ai cloruri, alle sollecitazioni e al contatto con sostanze chimiche”	Protegge dalla formazione di ruggine
Prodotti chimici	“Il sistema applicativo era costituito da”	“NaOCl, SMBS, anticalcare, acido/alcali, serbatoio CIP, pompe di dosaggio, interblocchi, preventivo per l'utilizzo di prodotti chimici”	Indica le spese operative
Comandi	“Quadro di comando PLC”	“Lista di controllo I/O, lista di controllo degli strumenti, matrice del sistema di allarme, piano di accesso remoto al guadagno, registrazione dei dati, perimetro di sicurezza informatica”	Evita le lotte per le nomine
Garanzie	“Garanzia di un anno”	“Risultato, TDS, boro, recupero, kWh/m SIX, accessibilità, garanzia sullo strato membranario, trattamento per il collaudo di accettazione”	Rende l'adempimento esecutivo
Ricambi	“Contenuti extra di Criterion”	“Ricambi per due anni, materiali di consumo, preventivo per le cartucce, programma di sostituzione degli strati di membrana, guarnizioni delle pompe, strumenti”	Mette in luce i costi effettivi del ciclo di vita

Il modello di valutazione dei fornitori da parte dei clienti EPC

Di seguito è riportato il mio modello di valutazione oggettivo.

Destinare solo 25% al CAPEX. Dedica 25% alla progettazione del processo e alla garanzia di un'elevata qualità. Dedica 20% alla reputazione del pretrattamento. Dedica 15% al costo del ciclo di vita. Dedica 10% al controllo della distribuzione e della fabbricazione. Dedica 5% a riferimenti che rispecchino effettivamente il tuo progetto.

Anche questo è estremo?

È possibile. Tuttavia, un fornitore a basso costo che non sia in grado di trattare argomenti quali il controllo SDI, l’incrostazione dovuta al consumo, le ipotesi relative all’acqua salata, il caricamento delle cartucce, il flusso della membrana e la pulizia chimica finirà sicuramente per rivelarsi molto costoso una volta completata la fase meccanica.

Un fornitore di impianti di desalinizzazione dell’acqua salata dovrebbe essere considerato un partner procedurale, non un semplice fornitore di cataloghi. In una gara d’appalto trasparente, i distributori devono presentare eventuali scostamenti in una tabella ufficiale. Niente ipotesi nascoste. Niente “secondo lo stile tipico”. Niente membrane segrete. Niente immobili generici. Niente false garanzie di potenza misurate in base alla salinità effettiva.

Il mercato si sta orientando verso impianti SWRO economicamente sostenibili e ad alta efficienza. I dati resi pubblici da Hassyan – 180 MIGD, 3,377 miliardi di AED, 0,36536 USD/m², secondo i dati forniti dalla DEWA come costo più basso per l'acqua desalinizzata, e quello di Veolia 2,9 kWh/m: caso di studio sulla tecnologia – alzare l'asticella delle aspettative degli acquirenti in materia di documentazione tecnica dettagliata. **

Le domande che inserirei sicuramente nella richiesta di preventivo

Chiedete queste cose prima di lasciare che una gara d’appalto per un impianto di desalinizzazione si trasformi in una corsa al ribasso.

Quale metodo di valutazione dell'acqua di alimentazione avete utilizzato?

Qual è il design ottimale dell'SDI15 all'ingresso del RO?

Quale sistema di pretrattamento viene ipotizzato e cosa accade in caso di fioritura algale o picchi di torbidità?

Qual è la capacità netta di permeato al netto dei consumi interni, dei lavaggi e delle perdite dovute al CIP?

Qual è il tasso di recupero che garantite?

Qual è il TDS garantito del prodotto alle temperature minima e massima di alimentazione?

È necessario il trattamento di rimozione del boro e, in tal caso, è inclusa la seconda fase di osmosi inversa?

Qual è l'apporto energetico garantito in kWh/m³? Da quali strumenti di guarigione energetica è composto?

In cosa consiste la sostituzione dello strato di membrana?

Qual è l'ipotesi relativa alla sostituzione del filtro a cartuccia?

Qual è la differenza di sollecitazione di progetto tra i filtri?

Quale tipo di metallurgia viene utilizzata nella sezione ad alta pressione con acqua salata?

Quali sostanze chimiche vengono assorbite per m³ di permeato?

Cosa manca nel tuo accordo?

È proprio quest’ultimo aspetto a fare la differenza. La pagina delle esclusioni di un assicuratore ti dice molto di più della lettera di presentazione.

La dura realtà dei sistemi di desalinizzazione SWRO “ideali”

L'impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare migliore in assoluto per i clienti EPC raramente è la proposta più allettante.

È quella che presenta il minor numero di ipotesi inattese.

Preferisco acquistare un impianto di desalinizzazione SWRO leggermente più costoso, dotato di flusso conservativo, pretrattamento accurato, caricamento trasparente delle cartucce, scelta adeguata tra acciaio 316L o duplex, monitoraggio registrato del recupero di potenza e verifica dell’efficienza verificabile, piuttosto che un impianto economico che presuppone acqua salata di ottima qualità e operatori eroici.

E non mi baso su nessuna citazione che consideri il pretrattamento come una nota a margine.

I clienti degli impianti di trattamento delle acque metropolitani e commerciali si trovano sotto pressione, poiché la crisi idrica non è più una preoccupazione per il futuro. Il Rapporto mondiale sullo sviluppo delle risorse idriche 2024 dell’UNESCO ha affermato che 2,2 miliardi di persone vivono ancora senza un approvvigionamento idrico sicuro per il consumo di alcolici, e i dati dell’UNICEF sulla carenza idrica indicano che 4 miliardi di persone soffrono di una grave carenza idrica per almeno un mese all’anno. Non si tratta di informazioni relative agli appalti, ma chiariscono il motivo per cui i proprietari stanno esercitando pressioni sui gruppi EPC affinché forniscano soluzioni più rapide, più convenienti e con meno ostacoli.

Domande frequenti per gli acquirenti di certificati EPC

Che cos’è un impianto di desalinizzazione dell’acqua salata?

Un impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare è un sistema industriale di trattamento delle acque che rimuove i sali disciolti dall'acqua oceanica, generalmente tramite osmosi inversa dell'acqua salata, per produrre acqua potabile, industriale o per la produzione di energia destinata a città, centrali elettriche, raffinerie, miniere, porti e zone commerciali costiere.

Per gli acquirenti di impianti EPC, il punto non sta nel significato. Il segreto sta nel controllo dei confini. Il vostro pacchetto di appalto deve definire il campo di alimentazione, il pretrattamento, i treni di osmosi inversa (RO), il recupero di energia, il post-trattamento, lo scarico della salamoia, le interfacce civili con gli utenti, i carichi elettrici, l’automazione, i materiali di consumo, la messa in servizio e i test di efficienza.

Che cos’è l’acquisto di un impianto di desalinizzazione in regime EPC?

L'acquisto di un impianto di desalinizzazione EPC è il processo strutturato che comprende la definizione delle specifiche, la gara d'appalto, il confronto delle offerte, l'acquisizione, la verifica e la messa in servizio di un pacchetto SWRO, in modo che il fornitore del servizio di progettazione possa controllare la capacità, il consumo energetico, la durata dello strato membranoso, il rischio di corrosione, le interfacce strutturali, le date di consegna, l'esposizione alla garanzia e il costo del ciclo di vita.

In pratica, ciò significa che il cliente deve obbligare tutti i fornitori di impianti di desalinizzazione a presentare preventivi basati su presupposti identici. Se un fornitore ipotizza un TDS di 38.000 mg/L e un altro di 45.000 mg/L, non si stanno confrontando i prezzi, ma le ipotesi.

Qual è il miglior impianto di desalinizzazione dell'acqua di mare per i progetti EPC?

Il miglior impianto di desalinizzazione dell’acqua di mare per i progetti EPC è quello che soddisfa gli standard relativi alla variabilità dell’acqua di alimentazione, al recupero, al TDS del prodotto, al consumo energetico, agli aspetti metallurgici, all’impatto ambientale, al personale addetto alla manutenzione e alla gestione (O&M) e alle autorizzazioni legali, non quello che presenta il prezzo iniziale più conveniente nella fase operativa effettiva.

Un impianto ben progettato non dà problemi una volta messo in funzione. Produce acqua, resiste alle sollecitazioni, depura in modo naturale, assorbe sostanze chimiche entro i limiti previsti e non costringe l’operatore a riprogettare il pretrattamento durante la stagione dei monsoni, la fioritura algale o i lavori di dragaggio del porto.

Perché il pretrattamento è così fondamentale in un impianto di desalinizzazione SWRO?

Il pretrattamento in un impianto di desalinizzazione SWRO consiste nella fase iniziale di filtrazione e condizionamento che elimina i solidi in sospensione, le sostanze organiche, i depositi di biofouling, l’olio, le alghe e i sedimenti fini prima che l’acqua di mare raggiunga la pompa ad alta pressione e gli strati di membrane ad osmosi inversa durante il processo di desalinizzazione costiera in continuo su larga scala.

Un pretrattamento inadeguato comporta un elevato consumo di cartucce, un indice SDI instabile, l'intasamento delle membrane, una maggiore frequenza di pulizia, una minore produzione di permeato e problemi relativi alla garanzia di assistenza. In parole povere: trasforma un acquisto vantaggioso in una perdita operativa.

In cosa dovrebbe consistere un bando di gara per un impianto di desalinizzazione?

Nel bando di gara per un impianto di desalinizzazione è necessario richiedere ai fornitori una documentazione completa che comprenda: schema di layout, diagramma di flusso delle procedure, bilancio di massa, preventivo energetico, schede tecniche delle apparecchiature, stima delle membrane, dimensionamento del pretrattamento, filosofia di applicazione dei prodotti chimici, strategia di manutenzione, procedura di collaudo, programma di consegna, elenco delle esclusioni e garanzia di efficienza.

Il bando di gara deve inoltre richiedere un elenco delle variazioni, un'offerta relativa ai pezzi di ricambio, un preventivo per i materiali di consumo, un piano per i test FAT/SAT, una procedura di assegnazione e una metodologia per i test di accettazione. In assenza di tali elementi, il prezzo più conveniente rappresenta solitamente l'offerta meno completa.

Conclusione: informati bene sulla pianta prima di acquistarla in acciaio

Prima di pubblicare il prossimo bando di gara per un impianto di desalinizzazione, rafforza l’area di filtrazione pre-RO, richiedi proiezioni concrete relative allo strato membranario, imponi a tutti i distributori di attenersi allo stesso profilo dell’acqua di alimentazione e rendi quantificabili le garanzie fornite.

Per i clienti EPC che specificano sistemi di purificazione a cartuccia, ingombri o componenti sostitutivi all’interno di un impianto di osmosi inversa per acqua salata, è opportuno valutare le alternative di filtrazione e definire con precisione la granulometria, la portata, il materiale, la geometria degli ingombri e le ipotesi di sostituzione prima di procedere al confronto commerciale finale. È proprio a questo punto che le proposte a basso costo smettono solitamente di apparire convenienti.