Solução de dessalinização de água do mar SWRO ---- Sistema de dessalinização de osmose reversa de água do mar para purificador de água

A água é a fonte da vida, um recurso natural precioso e insubstituível para os seres humanos e a força vital do desenvolvimento social e económico. A falta de recursos hídricos e a poluição cada vez mais grave da água tornaram-se o estrangulamento que restringe o progresso social e o desenvolvimento económico. Além da gestão científica e da alocação optimizada dos recursos hídricos, é também muito crucial dar pleno desempenho ao papel dos meios de alta tecnologia na reutilização da água. A dessalinização da água do mar é um sistema importante para resolver a falta de recursos hídricos. Até agora, existem dezenas de métodos de dessalinização da água do mar, incluindo principalmente destilação, método de membrana, método de eletrodiálise e método de congelamento. Entre eles, o método de osmose reversa (SWRO) do método de membrana é o de desenvolvimento mais rápido, o menor investimento, a maior economia de energia e a tecnologia de dessalinização de menor custo. O sistema de osmose reversa é uma tecnologia de tratamento de água eficiente e ecologicamente correta, amplamente utilizada na dessalinização de água do mar, tratamento de água industrial, purificação de água potável e outros campos.

O princípio de funcionamento do sistema de dessalinização de água do mar por osmose reversa é baseado principalmente na tecnologia de separação por membrana. A tecnologia de separação por membrana é um tipo de tecnologia para separar e purificar diferentes substâncias, passando seletivamente por filmes de polímero. Nos sistemas de dessalinização por osmose reversa, o filme polimérico é uma estrutura assimétrica composta por um córtex denso e uma camada de suporte frouxa. O córtex denso é a camada filtrante da membrana e tem um tamanho de poro de nível micrométrico que impede a passagem da maior parte da matéria suspensa, da matéria dissolvida e dos microorganismos. A camada de suporte solta é a camada de suporte da membrana, que possui um grande diâmetro de poro e pode garantir a resistência mecânica geral da membrana.

Fluxo de processo do sistema de osmose reversa de dessalinização de água do mar

Os sistemas de dessalinização de água do mar por osmose reversa (SWRO) tornaram-se uma tecnologia importante no campo da dessalinização de água do mar, fornecendo uma solução sustentável para o cada vez mais grave problema global de escassez de água. O processo de osmose reversa da água do mar envolve várias etapas importantes para garantir que água potável de alta qualidade seja produzida a partir da água do mar. Compreender a taxa de fluxo de um sistema de osmose reversa é fundamental para compreender sua eficiência e benefícios de dessalinização. O processo do sistema inclui as seguintes etapas: 1. Filtragem primária: A água do mar bruta passa primeiro pelo filtro primário para remover efetivamente partículas grandes, sólidos em suspensão e algumas impurezas. Esta etapa é crucial para preparar a água do mar para processamento posterior, garantindo que o processamento subsequente seja mais eficiente.

2. Filtragem secundária: A água filtrada primária passa pelo filtro de carvão ativado para filtração secundária. O objetivo desta etapa é remover substâncias nocivas, como matéria orgânica e cloro residual, purificar ainda mais a água do mar e preparar-se para a próxima etapa do tratamento. 3. Filtração de precisão: A água é então filtrada com precisão através de um filtro de precisão para remover ainda mais partículas, bactérias e outras impurezas. Esta etapa garante que a água seja completamente purificada antes de entrar no centro do processo de osmose reversa. 4. Membrana de Osmose Reversa: A água filtrada com precisão é então direcionada através da membrana de osmose reversa, que é um componente chave do sistema. As membranas de osmose reversa ajudam a separar e remover sais, orgânicos, metais pesados e outras substâncias para produzir água pura e dessalinizada. 5. Desinfecção e armazenamento: Após a água passar pela membrana de osmose reversa, ela é desinfetada para eliminar quaisquer microrganismos remanescentes. A água purificada é então armazenada em tanques prontos para distribuição e uso.

As vantagens dos sistemas de osmose reversa na dessalinização da água do mar são muitas. O sistema possui características de alta eficiência, proteção ambiental, economia de energia e segurança. A tecnologia de osmose reversa pode remover mais de 99% de substâncias nocivas como sal, matéria orgânica, metais pesados, etc., garantindo a produção de água pura a partir da água do mar e resolvendo a necessidade urgente de recursos de água doce. Os benefícios ambientais dos sistemas de osmose reversa também são significativos. Ao contrário dos métodos tradicionais de dessalinização da água do mar, os sistemas RO não requerem uma grande quantidade de produtos químicos, não produzem águas residuais e são ecológicos. Esta abordagem sustentável à dessalinização alinha-se com os esforços globais para promover soluções de tratamento e conservação de água amigas do ambiente.

Além dos benefícios ambientais, os sistemas de osmose reversa são de baixa manutenção, fáceis de operar e adequados para uma variedade de condições de água. Estas propriedades tornam os sistemas de osmose reversa uma opção prática e confiável para dessalinização, especialmente em áreas com abastecimento limitado de água doce. Em resumo, o processo de um sistema de osmose reversa na dessalinização consiste em uma série de etapas básicas que, em última análise, produzem água potável pura a partir da água do mar. Com eficiência, benefícios ambientais e adaptabilidade, os sistemas de osmose inversa são uma tecnologia fundamental para resolver a escassez de água e garantir o acesso sustentável aos recursos de água doce.

Infiltração e osmose reversa

A osmose reversa é o processo reverso da osmose. A permeabilidade é um fenômeno natural. As moléculas de água em solução diluída se difundirão através da membrana semipermeável para o lado da solução concentrada a uma velocidade relativamente rápida. Conforme mostrado na figura, o nível do líquido no lado da água doce continuará a diminuir, resultando numa diferença de pressão hidrostática. A diferença na pressão hidrostática neste ponto é chamada de pressão osmótica (a pressão osmótica entre a interface da água do mar e da água doce é de cerca de 2,4 MPa).

O processo de osmose reversa é exatamente o oposto. No SWRO, uma pressão maior que a pressão osmótica da água do mar de um lado fará com que as moléculas de água da água do mar passem através da membrana e o sal ficará preso. Teoricamente, quanto maior a pressão externa, mais rápida será a osmose reversa das moléculas de água na água do mar. O componente principal do processo de osmose reversa é uma membrana sintética semipermeável que permite a passagem quase apenas de moléculas de água. A membrana plana da membrana de osmose reversa precisa ter uma determinada configuração antes de poder ser usada na engenharia de tratamento de água. Hoje em dia, na dessalinização da água do mar, o elemento de membrana espiral de poliamida aromática é usado principalmente.

O diafragma produtor de água é inserido entre as duas peças planas da membrana, e a camada da membrana é cimentada ao longo das três bordas da camada da membrana e, em seguida, combinada com o diafragma de entrada de água e enrolada no tubo central poroso. Finalmente, a tampa perfurada é instalada em ambas as extremidades e encapsulada para formar o elemento de membrana enrolada. Os elementos comerciais de membrana de osmose reversa vêm em uma variedade de especificações, sendo que o elemento de membrana mais utilizado na dessalinização tem um diâmetro de 200 mm e um comprimento padrão de 1000 mm.

O SWRO consiste em uma bomba de alta pressão, um vaso de pressão e um dispositivo de recuperação de energia. Depois que a água do mar é pré-tratada e pressurizada no vaso de pressão da unidade de osmose reversa pela bomba de alta pressão, a água do mar passa primeiro através do primeiro elemento de membrana e flui no canal de barreira de entrada do elemento de membrana que é enrolado em espiral. Sob pressão mais alta, parte das moléculas de água penetra continuamente através da membrana e entra no tubo central do elemento de membrana enrolado através do canal de fluxo da barreira de produção de água, gerando água produto. O resto da água que entra continua a fluir ao longo da direção do fluxo para o próximo elemento de membrana. Este processo é realizado por sua vez. Quando a água influente passa através do próximo elemento de membrana, a concentração de água influente aumenta. Quando flui através do último elemento de membrana, a água influente torna-se água concentrada.

Diferente do método térmico, o SWRO não possui o processo de transformação de fase de evaporação e condensação. O principal consumo de energia do SWRO é a energia de bombeamento de alta pressão para realizar o processo de osmose reversa, o que torna o custo de produção de água da osmose reversa inferior ao do método térmico. Além disso, comparado ao método térmico, seu equipamento também possui características de estrutura modular e alta flexibilidade de processo. A suspensão e manutenção das instalações locais não podem afetar o funcionamento do resto de todo o sistema. No entanto, SWRO requer um processo de pré-tratamento complexo e fino, e diferentes fabricantes de membranas comerciais têm requisitos rigorosos sobre SDI, pH, temperatura, cloro residual e outros indicadores de membrana de osmose reversa de poliamida. Quando o pré-tratamento não estiver de acordo com o padrão, a poluição e a incrustação da superfície da membrana serão aceleradas, e a vida útil, o consumo de energia e a qualidade da água do produto do módulo de membrana serão afetados na operação, aumentando assim o custo da produção de água .

O dispositivo de recuperação de energia é outro equipamento fundamental. O rápido desenvolvimento do SWRO é atribuído ao uso de dispositivos de recuperação de energia com eficiência crescente no sistema de osmose reversa, além da otimização contínua de materiais e componentes de membrana. Hoje, unidades de recuperação de pressão do tipo PX altamente eficientes podem recuperar mais de 95% da energia da água concentrada e pressurizá-la na água do mar, reduzindo o consumo de energia do processo de osmose reversa em quase metade. O TDS do efluente primário de osmose reversa é de cerca de 300-500mg/L, o que atendeu aos requisitos limitados da Organização Mundial da Saúde para o índice TDS de água potável (500mg/L). O SWRO tem sido usado para abastecimento de água potável em larga escala em áreas com escassez de água. Na década de 1980, o SWRO começou a competir com o processo térmico tradicional. Devido às vantagens do baixo investimento em equipamentos, ciclo de construção curto, baixo consumo de energia e muitas outras vantagens, o SWRO desenvolveu-se rapidamente e tornou-se o processo mais importante no mercado global de dessalinização. Atualmente, o SWRO primário é utilizado principalmente na indústria municipal, razão pela qual a capacidade do processo de osmose reversa está crescendo rapidamente. Pesquisas futuras sobre o processo de osmose reversa se concentrarão no desenvolvimento de novas membranas e componentes de membrana de osmose reversa mais econômicas e duráveis, reduzirão o consumo de energia operacional e os custos de manutenção e reduzirão o custo de produção de água. S19qen

Na prática, o sistema de osmose reversa tornou-se uma tecnologia importante na área de tratamento de água. Por exemplo, no campo da dessalinização da água do mar, os sistemas de osmose reversa podem remover eficazmente mais de 99% do sal e outras substâncias nocivas da água do mar, conseguindo uma dessalinização eficiente da água do mar. No campo do tratamento de água industrial, o sistema de osmose reversa pode fornecer água de processo de alta qualidade, melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto. No campo da purificação de água potável, o sistema de osmose reversa pode remover várias substâncias nocivas da água e fornecer água potável segura e saudável. Resumindo, o sistema de osmose reversa é uma tecnologia de tratamento de água eficiente e ecologicamente correta, com uma ampla gama de possibilidades de aplicação. Com o desenvolvimento contínuo da ciência e da tecnologia, o sistema de osmose reversa continuará a melhorar e otimizar, para fornecer água potável e água industrial de melhor qualidade para os seres humanos.