O futuro da dessalinização vai requerer uma combinação de projeto baseado em experiência e tecnologias ambientalmente adequadas
Hoje, o projeto de uma planta de osmose reversa (OR) está baseado em um diversificado conhecimento tecnológico e, de igual importância, na experiência operacional, que pode ser um ativo valioso para as equipes de projeto. Para as plantas de dessalinização, é importante explorar uma metodologia que faça a ligação entre a experiência de operação e manutenção (O&M) e o projeto, enquanto se busca novos processos para o futuro.
As equipes de O&M podem adquirir experiência através do trabalho diário de monitoramento da performance e da superação de desafios. Os objetivos típicos da equipe de operação incluem melhorar a performance da planta, corrigir problemas de funcionamento, promover a conformidade com as novas regulamentações e reduzir os custos operacionais.
Osmose reversa na Planta de Dessalinização de Carlsbad no sul da Califórnia (foto: Poseidon Water)
Os métodos para aproveitar a experiência operacional e transformá-la em um valioso conhecimento de projeto para as plantas de dessalinização incluem:
• reuniões periódicas, visando o compartilhamento do conhecimento, entre as empresas de O&M e os engenheiros projetistas
• testes piloto on-site, que permitem uma interação técnica entre a equipe de O&M e os engenheiros projetistas
• relatórios mensais emitidos pelos gerentes de O&M
• fornecer suporte técnico e de processo à equipe de operação sempre que requerido
• convidar os líderes técnicos e os gerentes de operação para participar das reuniões de design review (verificação de projeto)
Levar a experiência operacional em consideração não significa excesso de planejamento para a planta de OR. Às vezes um pequeno investimento pode representar uma grande diferença e conduzir a melhores resultados para a planta.
A experiência operacional pode ajudar a prevenir dificuldades na execução e na partida. A seguir, exemplos reais de incorporação da experiência operacional no conhecimento do projeto.
Otimização para reduzir o custo de O&M
A equipe de projeto deveria aprender o comportamento da planta com o pessoal de O&M e, consequentemente, otimizar o projeto. Por exemplo, o consumo de químicos pode ser reduzido mediante as melhorias e otimizações realizadas durante a O&M.
Na Planta de Dessalinização de Ashkelon em Israel, os consumos de soda cáustica e de ácido sulfúrico no segundo passo foram minimizados pelo monitoramento diário dos parâmetros de performance, tais como, rejeição real de boro, pressão de alimentação da membrana e vazão normalizada. O consumo de cloreto férrico foi otimizado pelo monitoramento da performance do pré tratamento e pela utilização de melhores métodos de controle.
Arranjo das membranas verticais de 16 pol. na Planta de Dessalinização de Sorek em Israel (foto: IDE Technologies)
Falha de equipamentos
Um método de melhorar o projeto é estudando as falhas dos equipamentos juntamente com a equipe de O&M e fornecendo o suporte técnico até que uma solução seja encontrada. Durante o primeiro período de operação da Planta de Dessalinização de Hadera em Israel, as válvulas de retenção do filtro de mídia apresentaram vazamentos. Um novo mecanismo baseado em pistões hidráulicos foi desenvolvido, incluindo reforço dos eixos e melhoria da vedação de borracha.
O mecanismo hidráulico passou por um teste piloto e em seguida foi implementado com sucesso em escala real.
A experiência com Hadera e a solução de upgrade foram utilizados em plantas de OR projetadas posteriormente, tais como, Planta de Dessalinização de Vasilikos em Chipre e na Planta de Dessalinização de Carlsbad no sul da Califórnia.
Otimização do sequenciamento de controle e automação
Um exemplo de como o sequenciamento de controle e automação pode levar a upgrades de projeto envolveu a identificação de um vazamento nas válvulas de bloqueio de alta pressão do trem de OR da planta de Hadera.
Seguindo uma minuciosa investigação, a equipe de O&M melhorou a sequência de partida e pressurização de tal modo que a pressurização ocorria de maneira gradual, prevenindo a ocorrência de forças de cisalhamento na luva de Teflon da válvula de bloqueio. A modificação provou ser bem-sucedida e a experiência foi transferida para algumas outras plantas trabalhando com sistemas similares.
Materiais de construção
A equipe de O&M obtém uma significativa experiência e conhecimento sobre qual material é resistente e qual não deve ser usado. Isolamento e aquecimento foram acrescentados para as linhas de químicos com alto ponto de solidificação (tais como as linhas de NaOH) na planta de Ashkelon.
Os conjuntos de injeção de ácido sulfúrico, que sofreram com muitos vazamentos devido às condições exotérmicas existentes no ponto de injeção, foram substituídos por um tipo feito de aço revestido com Teflon. Esta solução robusta foi adotada em projetos futuros.
Revestimentos adicionais para concreto, aço e bombas foram implementados pelas equipes de O&M. A equipe, com apoio do time de projetos, implementou um sistema de proteção catódica para os tubos metálicos e bombas. Algumas dessas lições, já aprendidas na fase de projeto, resultarão em menor custo no ciclo de vida da planta.
Adoção de sistemas Add-On
A equipe de O&M pode adotar ou instalar sistemas ou soluções adicionais como resposta aos problemas de manutenção. A equipe de projeto pode estudar cada problema e a solução implementada que, nos casos relevantes, podem ser incluídos em projetos futuros.
Por exemplo, áreas com alta carga de sólidos suspensos são tipicamente conhecidas como áreas de alta manutenção e, portanto, desfavoráveis para as equipes de O&M. Especificamente, o calcário em suspensão começou a sedimentar e acumular no canal de retro lavagem. Neste caso, a equipe de O&M introduziu um simples sistema de bocais para promover a mistura e evitar uma sedimentação considerável. Em projetos posteriores, meios de prevenir a sedimentação em áreas com altos valores de sólidos suspensos totais (SST) foram considerados.
Mais um exemplo de sistema add-on foi quando a equipe de O&M da planta de Ashkelon planejou reduzir a frequência de substituição dos cartuchos dos filtros limpando os usados e colocando-os de volta em operação. De início a equipe usou um piloto e depois um sistema clean-in-place (CIP) foi adicionado à planta. Posteriormente, um sistema CIP para cartuchos foi incorporado no projeto da planta de Hadera.
Neste e em outros casos, é importante não adotar automaticamente cada modificação. Em alguns casos a solução pode ser adequada somente para um local específico. No caso do sistema CIP para os cartuchos dos filtros, introduzir o sistema e realizar a limpeza deve ser avaliado caso a caso já que pode não ser sempre economicamente viável (dependendo da frequência de substituição e do custo dos cartuchos disponíveis).
Otimização do sistema
Quando a equipe de O&M encontra um problema, é importante não encerrar qualquer decisão de projeto prematuramente. Por exemplo, as centrífugas para o tratamento do lodo da planta de Sorek em Israel, a maior planta de dessalinização de água do mar por osmose reversa (SWRO) do mundo, foram substituídas por filtro prensa devido às frequentes falhas. Porém, as mesmas centrífugas estão em uso e com bom desempenho, na mesma aplicação, na planta de Carlsbad, que é a maior planta de dessalinização do hemisfério ocidental.
Durante o primeiro período de operação em Hadera, a equipe encontrou problemas operacionais com o sistema de preparação da solução de hidróxido de cálcio, incluindo instabilidade, muita manutenção e baixa performance. Neste caso, a equipe de operação trabalhou na estabilização do sistema, melhorando e otimizando a sua performance.
Conclusão
Estes exemplos mostram que se tempo, recursos e suporte técnico adequados forem fornecidos, a estabilização é alcançada ou uma solução pode ser encontrada.
Usar a O&M para aprender o comportamento da planta de OR e otimizar o projeto da planta adequadamente é de primordial importância. O futuro da dessalinização vai requerer uma combinação de projeto baseado em experiência e tecnologias ambientalmente adequadas.
Nota: este artigo é de autoria de Boaz Keinan, Gerente do Departamento de Processos de OR na IDE Technologies, e foi publicado na Pumps & Systems.
Fonte: Pumps & Systems, adaptado por Portal Tratamento de Água
