Veolia Water Technologies & Solutions

A recuperação de concentrado de osmose reversa reduz a demanda de água em uma usina de energia nuclear

Usina de energia nuclear

Valor entregue

 

Desafio

Uma empresa norte-americana do setor de energia estava em busca de meios para reduzir sua demanda de água em todas as atividades para reduzir o impacto ambiental e melhorar a sustentabilidade. Uma de suas unidades desejava especificamente encontrar soluções para reduzir o consumo de água doce no aquífero local.

O proprietário entrou em contato com a Veolia para estudar as soluções para a redução do consumo de água de alimentação associado ao sistema de água desmineralizada terceirizado. Por meio de cenários de teste e testes pilotos, foi demonstrado que o consumo de água poderia ser reduzido em mais de 10%.

Solução

O concentrado de osmose reversa (OR) foi identificado como o elemento prioritário para redução de consumo de água doce.

A OR é uma tecnologia baseada em membrana que é usada como desmineralizador primário, removendo até 98% dos sólidos dissolvidos totais. Trata-se de um processo contínuo que divide a fonte de água de alimentação em dois fluxos de efluentes: um fluxo de água purificada chamado "permeado" e um fluxo de resíduos chamado "concentrado", que contém os sólidos dissolvidos rejeitados. A operação de OR é descrita em termos de percentual de recuperação, ou seja, o percentual de água de alimentação recuperada como permeado. Os sistemas de OR costumam ser operados em uma faixa de recuperação de 65-75%, ou seja, 25-35% do fluxo da água de alimentação vem do fluxo de resíduos. A solução para responder ao desafio da instalação foi maximizar o percentual de recuperação, reduzindo, assim, o volume de água de alimentação necessário para certa produção de permeado.

Vários fatores foram considerados para determinar um percentual de recuperação ideal para um sistema de osmose reversa, incluindo a qualidade desejada do permeado, o potencial de incrustação de água de alimentação e a concentração prevista de sais moderadamente solúveis no fluxo de resíduos.

Historicamente, a taxa de recuperação foi estabelecida para assegurar o funcionamento confiável da OR sem precisar utilizar produtos químicos anti-incrustantes. Essa água de alimentação específica contém altos níveis de sílica, um contaminante que pode causar incrustação importante da membrana e impedir seu funcionamento, se atingir concentrações elevadas. Aumentar a recuperação por osmose reversa a um maior nível, como sugerido, exigiria o uso de um anti-incrustante específico para evitar a precipitação de sílica na saída do sistema de osmose reversa. A instalação solicitou que a Veolia fornecesse um sistema temporário de "validação de conceito" para verificar o aumento no percentual global de recuperação do sistema. Para isso, instalamos uma pequena plataforma de RO separada para processar diretamente o principal concentrado do sistema de osmose reversa. Durante esse período de teste, o permeado da OR de recuperação foi reciclado e reenviado para a entrada do sistema de osmose reversa principal.

Figuras 1 e 2

Resultado

No período de teste, os dados foram coletados no novo fluxo de resíduos concentrado e no permeado produzido pela OR de recuperação (Figura 2). Os parâmetros operacionais da OR de recuperação foram monitorados para determinar a viabilidade do novo processo no longo prazo.

O teste demonstrou que, ao adicionar a quantidade certa de anti-incrustante, 50% do fluxo de resíduos concentrado pôde ser tratado a níveis de qualidade aceitáveis para reúso, sem que o sistema apresentasse sinais de incrustação causada pela sílica precipitada.

A recuperação de 50% do concentrado de osmose reversa perdida correspondeu a uma redução projetada de cerca de 13,9 MMUSG por ano de consumo de água doce. Isso representou uma redução superior a 10% da demanda do aquífero, ultrapassando a meta definida para essa avaliação.

Com base nos resultados, duas opções de longo prazo se mostraram viáveis. A primeira seria o acréscimo permanente de uma OR de recuperação separada. A segunda consistia em fazer uma pequena modificação no sistema de osmose reversa existente para chegar à mesma recuperação líquida do sistema.