Osmosi inversa ad altissima pressione UHPRO
Il principale mezzo moderno per la dissalazione è mediante la demineralizzazione ad osmosi inversa. Negli ultimi anni è stato adattato ad applicazioni più impegnative come il trattamento degli effluenti delle acque reflue industriali.
Le principali sfide delle acque reflue industriali per i processi di membrane sono a) incrostazioni / incrostazioni antiscalanti eb) gestione della salamoia.
- a) Il potenziale ridimensionamento delle membrane limita il recupero dell'acqua, il che significa maggiori volumi di salamoia ed elevati costi di smaltimento di quest'ultima. I potenziali di ridimensionamento portano anche a una maggiore manutenzione e sostituzione della membrana.
- b) Il trattamento della salamoia è associato a costi elevati Il trattamento della salamoia che può fornire risorse idriche altrimenti promettenti non utilizzabili per il riutilizzo.
L'operazione di osmosi inversa comprende l'alta pressione applicata per convogliare l'acqua attraverso membrane semipermeabili che respingono gli ioni di sale. Un maggiore recupero del sistema (più acqua prodotta, più sali concentrati) si traduce in pressioni di azionamento più elevate che aumentano con concentrazioni di salamoia più elevate e riduce il flusso di permeato di acqua dolce, richiedendo un'area della membrana più ampia.
La pressione di esercizio massima per una membrana RO standard per acqua di mare è tipicamente di circa 80 bar per superare la pressione osmotica del retentato dell'acqua di mare trattata al 50% di recupero (∼70.000 mg / L; π ≈ 59 bar). A causa dei limiti di pressione idraulica di RO, le salamoie ipersaline (≥70000 mg / L) potrebbero essere ulteriormente trattate tramite processi termici Evaporazione Cristallizzazione.
Con i recenti sviluppi sul mercato delle membrane RO, sono state sviluppate membrane a spirale ad osmosi inversa ad altissima pressione (UHPRO) in grado di resistere a 1800 psi (120 bar). Le membrane UHPRO consentono la concentrazione di flussi salini fino a 130.000 mg / L di solidi disciolti totali (TDS) per NaCl e 150.000 mg / L per Na2SO4, il che significa una diminuzione del 50% del volume della salamoia rispetto ai tipi standard di membrane.
Ciò si traduce in più acqua dolce prodotta e meno salamoia da smaltire o ulteriormente trattata con tecnologie termiche.
Reject Brine TDS %(mg/L)
Reject Brine TDS %(mg/L)
| Caratteristiche delle fonti di salamoia significative e pratiche di smaltimento correnti | ||
|---|---|---|
| Salamoia Acque reflue |
Typical TDS (mg/L) | Attuale prassi di smaltimento |
| Acqua prodotta da Oil & Gas | 13,000-210,000 | Scarico oceanico diretto, iniezione di pozzi profondi, riutilizzo per fratturazione idraulica, stagni di evaporazione |
| Acque sotterranee salmastre | 5,000-55,000 | Scarico superficiale / fognario, iniezione in pozzo profondo |
| Acque reflue desolforazione fumi (FGD) | 16,000-50,000 | Stagni di decantazione, precipitazione chimica e scarico superficiale, scarico liquido zero |
| Percolato di discarica | 0-50,000 | Applicazione a terra, ricircolo in discarica |
| Acque reflue da carbone a sostanze chimiche | 2,000-16,000 | Scarico liquido zero |
| Acque reflue dell'industria tessile | 1,500-30,0000 | Zero scarico liquido, trattamento chimico e biologico prima dello scarico superficiale |
Il costo del capitale dei sistemi UHPRO è superiore al costo dei sistemi RO ad acqua salmastra o di mare ma molto inferiore rispetto agli evaporatori termici. UHPRO può essere applicato a monte degli evaporatori, per ridurre le dimensioni di questi ultimi, il che significa meno CAPEX & OPEX per i processi termici. Di seguito sono riepilogati i tipici limiti di concentrazione della salamoia e i rapporti di riduzione del volume.
| Tecnologia | TDS limite salamoia (mg/L) | Riduzione del volume della salamoia relativa a SWRO |
|---|---|---|
| SWRO (1,200 psi) | 80,000 | 1.0x |
| UHPRO | 130,000 | 1.6x |
| Evaporatore (thermal/MVR) | 220,000 | 2.8x |
UHPRO è sempre più utilizzato nei processi di trattamento degli effluenti industriali per applicazioni Zero Liquid Discharge (ZLD) e Minimal Liquid Discharge (MLD). Il risultato: è necessaria molta meno desalinizzazione termica per raggiungere gli stessi obiettivi di trattamento ZLD e MLD.
Lenntech fornisce soluzioni personalizzate per la concentrazione della salamoia, considerando un'ampia gamma di tecnologie e strategie. Possiamo fornire RO ad alta pressione con membrane avvolte a spirale o RO di filtrazione a disco, per applicazioni più impegnative.
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