Reutilização de Água em Usinas de Dessalinização de Água do Mar

Uma planta de osmose reversa de água do mar geralmente é avaliada por um úniconúmero: sua taxa de recuperação. Por trás dessenúmero está um equilíbrio hídrico muito menos organizado – retrolavagem dos filtros de mídia, descarga de água do início da membrana-ups, limpo-em-colocar o enxágue, os fluxos de amostra e, acima de tudo, o fluxo de rejeito. Cada um desses fluxos já foi bombeado, filtrado e dosado. Recuperar a parte utilizável deles é a capacidade mais barata que planta de dessalinização de água do mar pode adicionar.

Este artigo descreve onde fica a água recuperável em uma estação de tratamento de água do mar, quais quatro riachos valem a tubulação, como-passar RO e concentrar a preparação aumenta a recuperação geral e onde a reutilização silenciosamente cria problemas de dimensionamento e permissão.

🌊 O Balanço Hídrico Interno

Projete figuras para um único-a planta de RO de água do mar está bem estabelecida. A recuperação fica em 35% para 45% para a maioria das plantas de água do mar e atinge 45% para 50% em grande, bem-sistemas pré-tratados. 1.000 m³/planta diurna aos 43% a recuperação, portanto, leva aproximadamente 2.300 m³/dia de água do mar e descargas sobre 1.300 m³/dia de concentrado.

Em torno desse equilíbrio principal ficam os fluxos auxiliares. A retrolavagem do filtro de mídianormalmente é responsável por 5% para 8% da alimentação, lavagem da membrana e início-água acima 1% para 2%e limpo-em-coloque enxaguar mais 1% para 2%. Individualmente eles parecem pequenos. Juntos eles representam um fluxo maior que a produção diária de muitas plantas pequenas.

O concentrado é, de longe, o maior volume recuperável e o único fluxo onde a recuperação altera o desempenho principal da planta, em vez de sua manutenção.

♻️ Quatro fluxos que valem a pena recuperar

Retrolavagem do filtro. A água de retrolavagem transporta os sólidos removidos da água do mar. Acomodá-lo por duas a quatro horas e devolver o sobrenadante à ingestão recupera 60% para 80% do volume de retrolavagem, desde que a turbidez esteja abaixo de 10 a 20 NTU. O lodo sedimentado vai para o tratamentonormal de lodo da planta enão volta para o mar.

Lavagem da membrana e início-água. A descarga do permeadono desligamento protege as membranas, mas o volume da descarga geralmente é enviado para drenagem. Devolvê-lo ao tanque de alimentação ou usá-lo como água de serviço para lavagem do filtro elimina totalmente essa perda.

Limpar-em-coloque água para enxaguar. O enxágue CIP é diluído, mas também é químico-carregado. Neutralize-o, verifique o pH e o agente de limpeza residual e reutilize o enxágue final como primeiro enxágue do próximo ciclo de limpeza. Isso reduz o consumo de água e produtos químicos ao mesmo tempo.

concentrado RO. O fluxo de rejeição pode ser escalonado através de uma segunda passagem RO, usada para baixa-tarefas de qualidade, como retrolavagem de filtros ou lavagem de pisos, ou concentradas ainda mais antes do descarte. Para plantas que devem atender a um limite zero de descarga de líquido, o concentrado também é a alimentação de um Evaporador MVR e cristalizador. Este é o fluxo com volume real.

⚙️ Segundo-Passar RO e Estágio Concentrado

Estadiamento concentrado significa passarno primeiro-passar o rejeito através de um segundo estágio de membrana a pressão mais alta. Uma planta em recuperação 43% em uma única passagem pode alcançar 55% para 60% geral com uma segunda passagem escalonada, porque o segundo estágio lida com um fluxo menor a uma pressão osmótica mais alta.

A penalidade energética é real. A energia específica para o segundo estágio é maior por metro cúbico do que para o primeiro, e um trocador de pressãonesse estágio geralmente é justificado apenas acima de uma certa capacidade. O ganho está do lado da água: 20% para 25% menos ingestão, proporcionalmente menos produtos químicos de pré-tratamento, e 35% para 45% menos concentrado para descarregar.

Dois limites de qualidade decidem até onde a preparação pode ir. O boro sobeno segundo-passam pelo permeado, a menos que o pH seja aumentado, e o cloreto e o sódio passam, a menos que o segundo estágio seja projetado com seu próprio arranjo e seu próprio sistema de osmose reversa controle. Onde a água do produto deve ficar abaixo 500mg/L TDS, com boro abaixo de 1 mg/L para irrigação, a segunda passagem é uma etapa de polimento enão um exercício de volume.

O pré-tratamento também deve acompanhar. A encenação concentra qualquer que seja o ultrafiltração e os filtros de cartucho passam, de modo que o ciclo de recuperação é tão estável quanto a filtração à sua frente.

Para instalações com uma licença de descarga restrita, a preparação é muitas vezes mais barata do que um emissário maior. Para plantas com descarte barato e sem restrição de água, raramente compensa.

📊 O que a reutilização mudanosnúmeros

A tabela abaixo compara um volume de 1.000 m³/planta de água do mar diurna em um único-passar a operação com a mesma planta após preparação do concentrado e recuperação do fluxo interno.

Leia a tabela com atenção. A saída do produto quasenão se move, mas a ingestão, a carga de pré-tratamento e o volume de descarga caem. É aí que reside o custo operacional: bombeamento de admissão, dosagem de coagulante e anti-incrustante, volume de retrolavagem do filtro e – em muitas jurisdições – uma taxa de descarga ou uma licença volumétrica.

A energia específica por metro cúbico de produto aumenta ligeiramente,normalmente em 5% para 10% sem um segundo-dispositivo de recuperação de energia de estágio e volta ao valor original quando um é instalado. A economia da reutilização é, portanto, impulsionada pelo custo da água e pelo custo da eliminação, enão apenas pela energia.

🧪 Onde a reutilização dá errado

O primeiro risco é o dimensionamento. Cada passona recuperação aumenta a concentração de sulfato de cálcio, sulfato de bário e sílicana superfície da membrana. A dosagem do anti-incrustante deve ser refeita-otimizados em vez de transferidos, e os índices de saturação – LSI para cursos de água salobra, SDSI e saturação de sílica para água do mar – devem ser verificadosnanova recuperação ena temperatura de alimentação mais alta do ano.

A segunda é uma falhano ciclo de recuperação. O sobrenadante da retrolavagem carrega sólidos finos e coagulante residual; retornando muito rápido ou sem sedimentação suficiente, ele se depositanos filtros de cartucho à frente das membranas. Um tanque tampão e um intertravamento de turbidez custam muito menos do que uma autópsia de membrana.

O terceiro é a licença. A reutilização reduz o volume de descarga, mas aumenta a concentração de descarga. Muitas licenças limitam ambos, e algumas limitam a massa de sal descarregada em vez do volume. Confirme essa aritmética com o regulador antes que o projeto seja congelado.

O quarto são os materiais. Concentre-se em 60 a 85g/L TDS é agressivo. O padrão 316L é uma escolha ruim para altas-seção de pressão; 2205 duplex ou titânio Gr2 é a especificação usual, e cada soldano circuito de recuperação deve ser revisada quanto à corrosão sob tensão por cloreto.

✅ Uma lista de verificação de design

Comece com um balanço de massa completonas temperaturas de alimentaçãono verão eno inverno. A recuperação cai à medida que a temperatura da água cai, e um esquema de reutilização dimensionado com basenos dados do verão irá se espalharno inverno.

Decida quem usa a água recuperada. A reutilização interna – retrolavagem, lavagem de filtros, lavagem de pisos – precisa de muito menos tratamento do que a reutilização potável ou de processo enormalmente é o retorno mais rápido. A reutilização externanecessita de especificação de qualidade própria e aprovação própria.

Dimensione o armazenamento para a incompatibilidade entre quando a água é recuperada e quando ela énecessária. A retrolavagem chega em rajadas e o ciclo de recuperação tem que absorver isso.

Finalmente, instrumente o loop. A condutividade, a turbidez e a pressão diferencialnos filtros de recuperação informam em um dia se o esquema está se comportando. Sem eles, o primeiro sinal de problema é uma quedana taxa de recuperação queninguém consegue explicar.

❓ Perguntas frequentes

Quanta água uma usina de dessalinização pode recuperar internamente?
A retrolavagem do filtro é o maior fluxo auxiliar em 5% para 8% de ração e 60% para 80% parte dele pode ser recuperada após o assentamento. Lave e limpe-em-coloque água adicione mais 1% para 2% cada um. Com o preparo do concentrado, a recuperação geral da plantanormalmente aumenta em 10 a 15 pontos percentuais - por exemplo a partir de 43% para 56%.

A reciclagem do concentrado afeta a qualidade da água do produto?
Pode, se a segunda passagemnão for projetada para isso. O TDS e o boro aumentam à medida que a recuperação aumenta. Mantenha o produto abaixo de 500 mg/L TDS, especifique um segundo-passe array com seu próprio controle de pH e monitore o boro se a água for usada para irrigação.

A reutilização é mais barata do que captar mais água do mar?
Depende do que você está evitando. A reutilização reduz o bombeamento de admissão, os produtos químicos de pré-tratamento e o volume de descarga, mas acrescenta bombas, membranas e instrumentação. Quando a descarga é dispendiosa ou o volume permitido é limitado, o retorno é geralmente curto; onde a água do mar é gratuita e o descartenão é regulamentado, uma passagem simples e simples costuma ser o melhor investimento.

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