A International Desalination Association (IDA) é a principal organização mundial focada em dessalinização e tratamento avançado de água, incluindo o reúso de água.
Equipamento de osmose reversa
Ela está associada às Nações Unidas como parte de uma crescente rede internacional de organizações não-governamentais (ONGs), com membros que inclui usuários finais, provedores de soluções e desenvolvedores de tecnologia, engenheiros, consultores, cientistas e pesquisadores de governos, corporações e acadêmicos, bem como instituições financeiras e prestadores de outros serviços para a indústria de dessalinização e reúso de água.
Não apenas uma solução para as cidades litorâneas com escassez de água, a dessalinização também é de vital importância para os processos industriais e para muitas empresas dependentes de águas subterrâneas. Como outras tecnologias de tratamento, a segurança contínua da água e aperfeiçoamento dependem de melhorias nos processos e desenvolvimentos futuros.
O nascimento e o crescimento da indústria de dessalinização sempre dependeram dos avanços tecnológicos para superar os desafios físicos e econômicos. Nos anos 90 e 2000, por exemplo, a inovação concentrou-se na redução do consumo de energia na dessalinização da água do mar. Vários avanços inovadores desse trabalho, incluindo melhor desempenho e confiabilidade das membranas de osmose reversa (OR) e a inovação de dispositivos de recuperação de energia. Não só a energia necessária para a dessalinização da água do mar foi reduzida pela metade, as grandes instalações de dessalinização por membranas também se tornaram possíveis.
Graças ao excelente trabalho realizado por muitas empresas e pesquisadores, as estações de OR atualmente operam com menor consumo de energia, onde é razoável alcançar e sua adoção tem sido generalizada. A dessalinização é agora praticada em 150 países e, globalmente, mais de 300 milhões de pessoas dependem de água dessalinizada para algumas ou todas as suas necessidades diárias de água.
Ainda em Evolução
Atualmente, a Osmose Reversa continua a ser a tecnologia dominante para a dessalinização, mas a inovação visa alcançar objetivos diferentes, em particular, aumentar a produção de água, reduzir a produção de resíduos de salmoura e lidar com fontes de água mais difíceis. A dessalinização está cada vez mais se afastando do mar, à medida que a inovação estimula o crescimento da dessalinização em aplicações industriais e de água salobra.
A água salobra é definida como sendo menos salgada do que a água do mar. Pode sair do solo ou ser um fluxo de resíduos. A razão pela qual a alta recuperação de água e a minimização de salmoura são tão importantes na dessalinização, é que o custo e as questões ambientais associadas à eliminação de salmoura podem ser substanciais. De fato, o descarte ou tratamento de salmoura é o maior componente de custo da dessalinização de água salobra e industrial. É aqui que vemos muita pesquisa e desenvolvimento acontecendo, e esperamos que continue nos próximos 10 anos.
Aqui estão cinco desenvolvimentos interessantes que prometem alcançar uma maior recuperação e minimizar a produção de salmoura:
1. O primeiro desenvolvimento é obter maior recuperação de água fora da OR. Um grupo de métodos sendo usados e aprimorados inclui projetos de processo que apresentam operações transitórias ou em lote. Envolvem a recirculação da salmoura de volta para à alimentação da membrana por um período, seguido por uma etapa de lavagem. A recirculação amplia a taxa de recuperação aumentando o rendimento de água e reduzindo o fluxo de salmoura. É assim que muitos sistemas de microfiltração funcionam, mas, historicamente, a operação em lote não foi aplicada à osmose reversa. Resultados recentes têm sido promissores, com aumentos da taxa de recuperação da OR do padrão histórico de 75% para até 98%.
As membranas de alta pressão são outro meio de aumentar o rendimento da OR e reduzir a produção de salmoura. Embora até membranas de alta pressão estejam limitadas de 1.200 a 1.800 psi, enquanto a pressão necessária para concentrar salmoura a mais de 10% de sal com OR pode ser de muitos milhares de psi, qualquer aumento na recuperação de OR reduz o custo de tratamento ou descarte de salmoura a jusante.
Fonte: Water Online
2. A segunda área de inovação está em estágio inicial de desenvolvimento, mas é promissora para concentrações altas de salmoura, sem pressões de alimentação elevadas. O fluxo reverso de OR, incorpora uma solução salina no lado de água da membrana para reduzir a barreira de pressão osmótica da dessalinização. Esta inovação reduz as pressões de alimentação o suficiente para permitir o uso de membranas de OR padrão e equipamentos para o tratamento de salmoura com até 25% de sal. Historicamente, a concentração de salmoura a mais de 7% de sal exigia o uso de um evaporador – um método de dessalinização de energia e custo intensivo. A produção de 25 % de salmoura com OR representa mais do que uma redução tripla na produção de salmoura e um aumento considerável na faixa de usabilidade de OR, bem como um aumento no rendimento de água.
3. A terceira inovação é para aplicações de dessalinização onde são necessários métodos térmicos, por exemplo, efluentes de petróleo e gás que contêm concentrações de materiais orgânicos que rapidamente sujam as membranas de OR. Uma das mais promissoras é a umidificação / desumidificação. Este processo borbulha um gás por meio da salmoura, para evaporar a água da mesma forma que o ar movimenta a água. A evaporação é seguida por condensação semelhante à chuva, produzindo água pura e deixando para trás concentrações de 25% ou mais de salmoura.
4. A quarta inovação promissora é a integração da precipitação e clarificação com a dessalinização. Em altas concentrações de salmoura, alguns sais tendem a sair da solução e depositar nas superfícies dos equipamentos, parando ou desacelerando o processo de dessalinização. O sal depositado dessa maneira é chamado de incrustação. Uma maneira de resolver este problema é deliberadamente precipitar e remover esses sais antes da dessalinização ou como uma etapa intermediária, permitindo assim a dessalinização adicional. Há muito trabalho acontecendo na integração de precipitação em processos por membranas e dessalinização térmica, e esperamos ver inovação nessa área.
5. A quinta inovação é o aperfeiçoamento das membranas. Pesquisadores estão tentando fazer materiais de membrana que podem ser operados a pressões e salinidades muito altas ou sob condições que sujam ou incrustem as membranas atuais. Isso inclui não apenas novos materiais de membrana, mas também como as membranas são colocadas juntas e operadas. Melhores membranas poderiam permitir maior recuperação e redução na produção de salmoura, reduzindo ainda mais o consumo de energia.
Há duas outras inovações que merecem menção ao discutir avanços na dessalinização.
Um deles é o desenvolvimento e incorporação de tecnologia digital. Sistemas mais inteligentes que melhor detectam, antecipam e gerenciam transtornos e operações de dessalinização são uma oportunidade e um desafio contínuo. As operações do dia-a-dia e as novas inovações são potencialmente informadas e aprimoradas por melhorias no controle de processos, monitoramento e resposta. Por exemplo, um instrumento que detecta um risco aumentado de incrustações antes que realmente aconteça poderia permitir que os operadores reduzissem os desligamentos do sistema e os requisitos de limpeza.
Em segundo lugar, novos modelos de negócios podem incentivar a adoção antecipada de novas tecnologias. O Contrato Sequencial – projeto, contratação e construção – Design-Bid-Build, ainda usada em muitos setores municipais e industriais selecionam projetos de sistemas em grande parte com base no menor custo de capital, o que inerentemente favorece as tecnologias em exercício. Embora muitas tecnologias novas possam fornecer um valor melhor a longo prazo, elas são muitas vezes excluídas por modelos de negócios antigos. Por outro lado, a maioria das grandes usinas mundiais de dessalinização de água do mar, são premiadas à medida que os contratos de projeto de construção, “design-build” ou “design-build-operate” são licitados a longo prazo. Com este modelo, grandes projetos de dessalinização da água do mar incorporaram inovações para o benefício de todos os envolvidos. Como esse modelo é cada vez mais adotado nos setores industriais e municipais, podemos esperar uma conquista mais rápida da inovação.
Inovações contínuas sobre tecnologia de dessalinização, vão além da criação de novos equipamentos de água e fornecedores de serviços. Estes avanços podem ter um enorme impacto benéfico sobre os recursos hídricos globais, tornando a dessalinização mais sustentável e acessível, um objetivo que a International Dessalinização Association (IDA) apoia e promove em todo o mundo.
Fonte: Water Online, Richard L. Stover, adaptado por Portal Tratamento de Água
Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki
As empresas Fluence, Vicel, Suez, EnvironQuip e MANN+HUMMEL Fluid Brasil são especializadas em produtos e serviços para dessalinização.
