O processo de dessalinização da água do mar por osmose reversa

A dessalinização da água do mar é uma tecnologia e processo para obtenção de água doce a partir da água do mar, que é de grande importância para regiões com escassez de água. Atualmente, existem dois métodos principais para dessalinização da água do mar em larga escala: destilação e osmose reversa. Este artigo se concentrará no processo de dessalinização da água do mar por osmose reversa.

Processo de dessalinização de água do mar por osmose reversa

As principais etapas do processo de Dessalinização de água do mar por osmose reversa incluem:

Ingestão e pré-tratamento de água do mar

1. Captação de água do mar: cavar poços ou construir instalações de captação à beira-mar para introduzir água do mar no sistema de pré-tratamento.

2. Desinfecção e remoção de algas: Adicione agentes químicos como cloro líquido, hipoclorito de sódio ou sulfato de cobre à água do mar de entrada para eliminar microorganismos, bactérias e algas. Esta etapa evita que a contaminação biológica afete a operação normal de equipamentos e tubulações subsequentes.

3. Coagulação e sedimentação: Adicione coagulantes para fazer com que os sólidos suspensos e as partículas coloidais na água do mar se agreguem em partículas maiores e se estabeleçam.

4. Filtração multimídia: A água do mar após coagulação e sedimentação passa por filtros multimídia para remover ainda mais pequenos sólidos e partículas em suspensão, melhorando a qualidade da água.

5. Aquecimento e ajuste de temperatura: Aqueça a água do mar pré-tratada a 20°C-30°C para melhorar a eficiência da osmose reversa.

Tratamento químico

6. Adição de inibidor de incrustação: Devido à alta dureza e alcalinidade da água do mar, ela é propensa a incrustações nos equipamentos. Adicionar inibidores de incrustação pode evitar a incrustação e garantir uma operação estável do sistema a longo prazo.

7. Adição de agente redutor: Como os oxidantes foram adicionados durante o processo de desinfecção, os agentes redutores precisam ser adicionados antes de entrar no sistema de osmose reversa para reduzir o teor de cloro residual para menos de 0,1 ppm (ou ORP<200mV) para proteger as membranas de osmose reversa.

Filtragem de Segurança

8. Filtragem de segurança: Use filtros de segurança feitos de aço inoxidável 316L com um tamanho de poro de cartucho de filtro de normalmente 5μm para filtrar impurezas particuladas maiores que 5μm de diâmetro, protegendo bombas de alta pressão subsequentes, dispositivos de recuperação de energia e elementos de membrana de osmose reversa.

Bomba de alta pressão e recuperação de energia

9. Pressurização da bomba de alta pressão: Use bombas de alta pressão para pressurizar a água do mar pré-tratada a 5-7MPa, fornecendo a pressão necessária para o processo de osmose reversa.

10. Recuperação de energia: Empregue dispositivos de recuperação de energia, como turbinas hidráulicas, para utilizar a pressão da água do mar concentrada descarregada pela osmose reversa, aumentando a pressão da água de entrada em cerca de 30%, reduzindo o consumo de energia e o custo operacional.

Processo de Osmose Reversa

11. Separação por Osmose Reversa: A água do mar pressurizada entra na unidade de osmose reversa, onde as moléculas de água são separadas das moléculas de sal através de membranas semipermeáveis. A água pura passa através da membrana como água produto, enquanto a água do mar concentrada é descarregada do outro lado.

12. Elementos de membrana de osmose reversa: Selecione membranas de osmose reversa de alto desempenho adequadas para dessalinização de água do mar, apresentando alta rejeição de sal, resistência à pressão, resistência à oxidação e resistência a incrustações.

Tratamento de Água do Produto

13. Ajuste de pH: Ajuste o valor de pH da água do produto de osmose reversa para torná-la adequada para usos específicos.

14. Mineralização: Se necessário, realize tratamento de mineralização na água do produto para ajustar a qualidade da água.

Controle e monitoramento do sistema

15. Controle de Automação: Utilize controladores lógicos programáveis ​​(CLP) para construir um sistema de controle com amostragem distribuída e monitoramento centralizado.

16. Monitoramento de parâmetros: Monitoramento em tempo real da pressão do sistema, vazão, condutividade e outros parâmetros, com interruptores de proteção de alta e baixa pressão e dispositivos de comutação automática.

17. Controle de frequência variável: Aplique controle de frequência variável a bombas de alta pressão, obtendo partida e parada suaves, economizando energia e protegendo o equipamento.

18. Lavagem automática: Execute a lavagem automática de baixa pressão antes e depois da inicialização e desligamento para deslocar a água do mar concentrada e proteger as superfícies da membrana contra contaminação.

19. Gerenciamento de dados: Exiba, armazene, analise e imprima parâmetros do sistema, como temperatura, vazão, qualidade da água e produção de água.

Vantagens e desvantagens da dessalinização da água do mar por osmose reversa

Vantagens

1. Baixo consumo de energia: O processo de osmose reversa não envolve mudança de fase, com consumo de eletricidade de apenas 3,0-5,5 kWh por tonelada de água.

2. Equipamento Compacto: A instalação ocupa pouco espaço, adequada para aplicações de diversas escalas.

3. Operação Fácil: A operação e manutenção do sistema são relativamente simples.

4. Alta Adaptabilidade: A escala de produção de água pode ser ajustada de forma flexível de acordo com a demanda.

Desvantagens

1. Alto custo da membrana: O custo dos materiais da membrana de osmose reversa é relativamente alto, afetando os custos operacionais.

2. Requisitos rigorosos de pré-tratamento: Os altos requisitos de qualidade da água de entrada exigem processos complexos de pré-tratamento.

3. Qualidade da Água do Produto: O teor de sal da água do produto é geralmente superior a 50mg/L, inferior ao dos métodos de destilação.

4. Incrustação e incrustação da membrana: As membranas de osmose reversa são propensas a incrustações e incrustações, exigindo limpeza e substituição regulares.

Dessalinização de água do mar por osmose reversa A tecnologia tornou-se uma das principais tecnologias para dessalinização da água do mar devido ao seu baixo consumo de energia e equipamento compacto. Com avanços contínuos na tecnologia de materiais de membrana e melhorias nos processos de pré-tratamento, a eficiência e a viabilidade econômica da dessalinização da água do mar por osmose reversa irão melhorar ainda mais. No entanto, na aplicação, ainda deve ser dada atenção à importância do pré-tratamento e à prevenção e controle de incrustações na membrana e problemas de incrustação para garantir a operação estável do sistema a longo prazo.

No futuro, o desenvolvimento da tecnologia de dessalinização da água do mar avançará em direcções mais eficientes, amigas do ambiente e económicas. Combinada com novas tecnologias, como as energias renováveis ​​e o controlo inteligente, a dessalinização da água do mar dará maiores contribuições para aliviar os problemas globais de escassez de água.