Osmose reversa de ultra alta pressão UHPRO
O principal meio moderno de dessalinização é por meio da desmineralização por osmose reversa. Nos últimos anos, ele foi adaptado para aplicações mais exigentes, como o tratamento de efluentes de águas residuais industriais.
Os principais desafios das águas residuais industriais para os processos de membranas são a) anti-incrustantes / incrustantes e b) gestão da salmoura.
- a) O escalonamento potencial das membranas limita a recuperação de água, o que significa maiores volumes de salmoura e altos custos de descarte desta. Os potenciais de incrustação também levam ao aumento da manutenção e substituição da membrana.
- b) O tratamento da salmoura está associado a custos elevados O tratamento da salmoura, que pode constituir um recurso hídrico promissor inviável para reutilização.
A operação de osmose reversa compreende alta pressão aplicada a fim de conduzir a água através de membranas semipermeáveis que rejeitam íons de sal. A recuperação mais alta do sistema (mais água produzida, mais sais concentrados) resulta em pressões de acionamento mais altas que aumentam com maiores concentrações de salmoura e reduzem o fluxo de permeado de água doce, exigindo maior área de membrana.
A pressão máxima de operação para uma membrana de RO de água do mar padrão é normalmente em torno de 80 bar, a fim de superar a pressão osmótica retentada da água do mar tratada para recuperação de 50% (∼70.000 mg / L; π ≈ 59 bar). Devido às limitações de pressão hidráulica de RO, salmouras hipersalinas (≥70000 mg / L), poderiam ser tratadas posteriormente por meio de processos térmicos Evaporação Cristalização.
Com os desenvolvimentos recentes no mercado de membranas RO, as membranas em espiral de osmose reversa de ultra-alta pressão (UHPRO) foram desenvolvidas, capazes de suportar 1800 psi (120 bar). As membranas UHPRO permitem a concentração de fluxos salinos de até 130.000 mg / L de sólidos totais dissolvidos (TDS) para NaCl e 150.000 mg / L para Na2SO4, o que significa uma diminuição de 50% no volume de salmoura em comparação com os tipos padrão de membranas.
Isso resulta em mais água doce produzida e menos salmoura a ser descartada ou tratada posteriormente por tecnologias térmicas
Reject Brine TDS %(mg/L)
Reject Brine TDS %(mg/L)
| Características de fontes significativas de salmoura e práticas atuais de descarte | ||
|---|---|---|
| Águas residuais de salmoura | Typical TDS (mg/L) | Prática Atual de Descarte |
| Água produzida em óleo e gás | 13,000-210,000 | Descarga direta do oceano, injeção em poços profundos, reutilização para fraturamento hidráulico, lagoas de evaporação |
| Água subterrânea salobra | 5,000-55,000 | Descarga de superfície / esgoto, injeção de poço profundo |
| Água residual de dessulfurização de gás de combustão (FGD) | 16,000-50,000 | Lagoas de sedimentação, precipitação química e descarga superficial, descarga líquida zero |
| Lixiviação de aterro | 0-50,000 | Aplicação de terra, recirculação para aterro |
| Águas residuais de carvão para produtos químicos | 2,000-16,000 | Descarga de líquido zero |
| Águas residuais da indústria têxtil | 1,500-30,0000 | Descarga líquida zero, tratamento químico e biológico antes da descarga superficial |
O custo de capital dos sistemas UHPRO é maior do que o custo dos sistemas RO de água salobra ou do mar, mas muito menor do que os evaporadores térmicos. O UHPRO pode ser aplicado a montante dos evaporadores, para reduzir o tamanho destes, o que significa menos CAPEX e OPEX para os processos térmicos. Os limites típicos de concentração de salmoura e as taxas de redução de volume estão resumidos abaixo.
| Technologia | TDS limite de salmoura(mg/L) | Redução de volume de salmoura em relação a SWRO |
|---|---|---|
| SWRO (1,200 psi) | 80,000 | 1.0x |
| UHPRO | 130,000 | 1.6x |
| Evaporador (thermal/MVR) | 220,000 | 2.8x |
UHPRO is increasingly being used in industrial effluents treatment processes for Zero Liquid Discharge (ZLD) and Minimal Liquid Discharge (MLD) applications. The result: far less thermal desalination is needed to achieve the same ZLD and MLD treatment objectives.
O UHPRO está cada vez mais sendo usado em processos de tratamento de efluentes industriais para aplicações de Descarga Líquida Zero (ZLD) e Descarga Líquida Mínima (MLD). O resultado: muito menos dessalinização térmica é necessária para atingir os mesmos objetivos de tratamento ZLD e MLD.
A Lenntech oferece soluções customizadas para concentração de salmoura, considerando uma ampla gama de tecnologias e estratégias. Podemos fornecer RO de alta pressão com membranas em espiral ou RO de filtração de disco, para aplicações mais desafiadoras.
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