Reutilización de agua en plantas desaladoras de agua de mar

Una planta de ósmosis inversa de agua de mar suele juzgarse por un úniconúmero: su tasa de recuperación. Detrás de esenúmero se encuentra un balance de agua mucho menos ordenado: retrolavado de los filtros de medios, agua de descarga desde el inicio de la membrana.-arriba, limpiar-en-enjuague del lugar, flujos de muestra y, sobre todo, la corriente de rechazo. Cada una de esas corrientes ya ha sido bombeada, filtrada y dosificada. Recuperar la parte aprovechable de ellos es la capacidad más barata planta desalinizadora de agua de mar puede agregar.

Este artículo explica dónde se encuentra el agua recuperable en una planta de agua de mar, qué cuatro arroyos vale la pena canalizar, cómo segundo-pasar la RO y la puesta en escena del concentrado aumentan la recuperación general, y donde la reutilización crea silenciosamente problemas de escala y permisos.

🌊 El balance hídrico interno

Figuras de diseño para un solo-La planta de ósmosis inversa de agua de mar está bien establecida. La recuperación se encuentra en 35% a 45% para la mayoría de las plantas de agua de mar y alcanza los 45% a 50% en grande, bueno-sistemas pretratados. 1.000 m³/planta de día a los 43% Por lo tanto, la recuperación dura aproximadamente 2.300 m³/dia del agua de mar y descargas sobre 1.300 m³/dia de concentrado.

Alrededor de ese equilibrio principal se encuentran las corrientes auxiliares. El retrolavado del filtro de medios generalmente representa 5% a 8% de la alimentación, enjuague la membrana y comience-agua arriba 1% a 2%y limpio-en-lugar enjuague 1 más% a 2%. Individualmente parecen pequeños. Juntos representan un flujo mayor que la producción diaria de muchas plantas pequeñas.

El concentrado es, con diferencia, el mayor volumen recuperable y el único flujo en el que la recuperación cambia el rendimiento general de la planta en lugar de su funcionamiento interno.

♻️ Cuatro corrientes que vale la pena recuperar

Retrolavado del filtro. El agua de retrolavado transporta los sólidos eliminados del agua de mar. Dejar reposar durante dos a cuatro horas y devolver el sobrenadante a la toma se recupera 60% a 80% del volumen de retrolavado, siempre que la turbidez vuelva a estar por debajo de 10 a 20 NTU. Los lodos sedimentados van al tratamientonormal de lodos de la planta,no de vuelta al mar.

Lavado de membrana y comienzo-hasta el agua. El lavado de permeado al apagar protege las membranas, pero el volumen de lavado generalmente se envía al drenaje. Devolverla al tanque de alimentación o usarla como agua de servicio para el lavado del filtro elimina esa pérdida por completo.

limpio-en-colocar agua de enjuague. El enjuague CIP está diluido, pero también es químico-cargado. Neutralícelo, verifique el pH y el agente de limpieza residual, luego reutilice el enjuague final como primer enjuague del siguiente ciclo de limpieza. Esto reduce el consumo de agua y productos químicos al mismo tiempo.

Concentrado de ósmosis inversa. La corriente de rechazo se puede organizar a través de un segundo paso de RO, utilizado para bajas-tareas de grado, como el retrolavado de filtros o lavado de pisos, o concentrarse más antes de desecharlo. Para plantas que deben cumplir con un límite de descarga de líquido cero, el concentrado también es la alimentación a un evaporador MVR y cristalizador. Esta es la transmisión con volumen real.

⚙️ Segundo-Pasar RO y concentrar la puesta en escena

La puesta en escena concentrada significa pasar la primera-pasar el rechazo a través de una segunda etapa de membrana a mayor presión. Una planta en recuperación 43% en una sola pasada se puede llegar 55% a 60% en general con un segundo paso por etapas, porque la segunda etapa maneja un flujo menor a una presión osmótica más alta.

La penalización energética es real. La energía específica para la segunda etapa es mayor por metro cúbico que la primera, y un intercambiador de presión en esa etapanormalmente sólo se justifica a partir de una determinada capacidad. La ganancia está del lado del agua: 20% a 25% menos ingesta, proporcionalmente menos productos químicos de pretratamiento, y 35% a 45% menos concentrado para dar de alta.

Dos límites de calidad deciden hasta dónde puede llegar la puesta en escena. El boro sube en el segundo-pasa el permeado a menos que se eleve el pH, y el cloruro y el sodio se escapan a menos que la segunda etapa esté diseñada con su propia matriz y su propio sistema de ósmosis inversa controlar. Donde el agua del producto debe permanecer debajo 500 mg/L TDS, con boro inferior a 1 mg/L para irrigación, la segunda pasada es un paso de pulido más que un ejercicio de volumen.

El tratamiento previo también debe mantenerse al día. La puesta en escena se concentra sea cual sea el ultrafiltración y los filtros de cartucho dejan pasar, por lo que el circuito de recuperación es tan estable como la filtración que tiene delante.

Para plantas con un permiso de descarga estricto, la preparación es a menudo más barata que un emisario más grande. Para plantas con eliminación económica y sin restricciones de agua, rara vez vale la pena.

📊 Qué cambios de reutilización en losnúmeros

La siguiente tabla compara una superficie de 1.000 m³/planta de agua de mar diurna en un solo-pasar la operación con la misma planta después de la puesta en escena del concentrado y la recuperación de la corriente interna.

Lea atentamente la tabla. La producción de producto apenas se mueve, pero la entrada, la carga de pretratamiento y el volumen de descarga caen. Ahí es donde reside el costo operativo: bombeo de entrada, dosificación de coagulante y antiincrustante, volumen de retrolavado del filtro y, en muchas jurisdicciones, una tarifa de descarga o un permiso volumétrico.

La energía específica por metro cúbico de producto aumenta ligeramente,normalmente en 5% a 10% sin un segundo-dispositivo de recuperación de energía de la etapa, y vuelve a caer a la figura original cuando se instala uno. Por lo tanto, la economía de la reutilización está impulsada por el costo del agua y el costo de eliminación,no solo por la energía.

🧪 Donde falla la reutilización

El primer riesgo es el escalamiento. Cada paso en la recuperación aumenta la concentración de sulfato de calcio, sulfato de bario y sílice en la superficie de la membrana. Se debe volver a dosificar el antiincrustante.-optimizados en lugar de transferidos, y los índices de saturación (LSI para corrientes salobres, SDSI y saturación de sílice para agua de mar) deben verificarse en lanueva recuperación y en la temperatura de alimentación más alta del año.

El segundo es una falta en el circuito de recuperación. El sobrenadante del retrolavado transporta sólidos finos y coagulante residual; Si regresa demasiado rápido o sin sedimentarse lo suficiente, se deposita en los filtros de cartucho delante de las membranas. Un tanque de compensación y un dispositivo de bloqueo de turbidez cuestan mucho menos que una autopsia de membrana.

El tercero es el permiso. La reutilización reduce el volumen de descarga pero aumenta la concentración de la misma. Muchos permisos limitan ambos y algunos limitan la masa de sal descargada en lugar del volumen. Confirme esa aritmética con el regulador antes de congelar el diseño.

El cuarto son los materiales. Concéntrate en 60 a 85 gramos/L TDS es agresivo. El 316L estándar es una mala elección para el alto-sección de presión; La especificación habitual es dúplex 2205 o titanio Gr2, y cada soldadura en el circuito de recuperación debe revisarse para detectar corrosión por tensión de cloruro.

✅ Una lista de verificación de diseño

Comience con un balance de masa completo a las temperaturas del alimento de verano e invierno. La recuperación disminuye a medida que baja la temperatura del agua, y un plan de reutilización basado en datos de verano se extenderá en invierno.

Decide quién utiliza el agua recuperada. La reutilización interna (contralavado, lavado de filtros, lavado de pisos)necesita mucho menos tratamiento que la reutilización potable o de proceso, ynormalmente es la recuperación más rápida. La reutilización externanecesita su propia especificación de calidad y su propia aprobación.

Almacenamiento de tamaño para el desajuste entre el momento en que se recupera el agua y el momento en que senecesita. El contraflujo llega en ráfagas y el circuito de recuperación tiene que absorberlo.

Finalmente, instrumente el bucle. La conductividad, la turbidez y la presión diferencial a través de los filtros de recuperación le indican en un día si el esquema se está comportando bien. Sin ellos, la primera señal de problemas es una tasa de recuperación cada vez menor quenadie puede explicar.

❓ Preguntas frecuentes

¿Cuánta agua puede recuperar internamente una desaladora?
El retrolavado del filtro es la corriente auxiliar más grande a 5% a 8% de pienso, y 60% a 80% parte del mismo se puede recuperar después de la sedimentación. Enjuague y limpie-en-coloque agua agregue otro 1% a 2% cada uno. Con la preparación del concentrado, la recuperación general de la planta generalmente aumenta en 10 a 15 puntos porcentuales — por ejemplo de 43% a 56%.

¿El concentrado de reciclaje afecta la calidad del agua del producto?
Puede, si la segunda pasadano está diseñada para ello. Tanto el TDS como el boro aumentan a medida que aumenta la recuperación. Mantener el producto por debajo de 500 mg./L TDS, especifique un segundo-pase la matriz con su propio control de pH y monitoree el boro si el agua se usa para riego.

¿Es la reutilización más barata que extraer más agua de mar?
Depende de lo que estés evitando. La reutilización reduce el bombeo de entrada, los productos químicos de pretratamiento y el volumen de descarga, pero agrega bombas, membranas e instrumentación. Cuando la descarga es costosa o el volumen permitido tiene un límite, la recuperación de la inversión suele ser breve; donde el agua de mar es gratuita y su eliminaciónno está regulada, un paso único y sencillo suele ser la mejor inversión.

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