A Power Magazine reconheceu a Dominion Energy e sua usina de energia Surry com o Prêmio Water 2023 pelo projeto de recuperação de concentrado de osmose reversa, que permitiu que a empresa cumprisse e excedesse sua meta de economizar 21 milhões de galões de água em um período de 5 anos.
A Dominion Energy está sempre em busca de soluções inovadoras para ajudá-los a atingir e superar suas metas de gestão ambiental. A geração de energia é uma operação intensiva em água, seja a partir de carvão, gás ou nuclear, e encontrar novas maneiras de reduzir a demanda de água em toda a frota é uma alta prioridade para seus funcionários e parceiros.
Com a Usina Nuclear Dominion Surry não é diferente, e ninguém deixa de lembrar da gestão e otimização da água. A equipe de operação da Surry entrou em contato com a Veolia para investigar o que poderia ser feito para reduzir o consumo de água de alimentação associado ao sistema terceirizado de água desmineralizada. Por meio de cenários de teste e testes pilotos, foi demonstrado que o consumo de água poderia ser reduzido significativamente.
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 55-75%, ou seja, 25-45% 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 do sistema de osmose reversa de pré-tratamento de Surry foi estabelecida para assegurar uma operação confiável das membranas sem a necessidade do uso de produtos químicos anti-incrustantes. Essa água de alimentação específica contém altos níveis de sílica, um contaminante que pode causar incrustação severa da membrana e inibir a funcionalidade se atingir concentrações suficientemente altas (Figura 1). 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 fábrica solicitou que a Veolia fornecesse um sistema temporário de "prova de conceito" para avaliar 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.
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 ensaio demonstrou que, com a inclusão apropriada de anti-incrustante, cerca de metade do fluxo de resíduos concentrado poderia ser tratada com qualidade aceitável para ser reutilizada, sem que o sistema sofresse incrustação por sílica precipitada.
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 foi uma pequena modificação do sistema de osmose reversa existente para obter a mesma recuperação líquida do sistema com o uso de anti-incrustante especial.
A recuperação do concentrado de osmose reversa desperdiçado correspondeu a uma redução de cerca de 13,9 milhões de USG por ano de consumo de água doce. Isso representou uma redução de dois dígitos na demanda de água, ultrapassando a meta estabelecida inicialmente para o projeto. Isso equivale à quantidade de água usada por mais de 126 famílias americanas anualmente, ou água suficiente para encher três estádios de futebol até o poste do gol de 10 pés!