A usina de dessalinização de Santa Bárbara, localizada na parte sudeste de Curaçao, fornece água potável para cerca de metade da população dessa ilha caribenha.
Com uma precipitação média de aproximadamente 500 mm, a água da chuva é a única fonte natural de água doce na ilha. Os esforços do governo para resolver o problema da escassez de água datam dos anos 20 do século passado. Inicialmente baseada na evaporação, a dessalinização da água do mar evoluiu para a tecnologia de osmose reversa nos anos 90. Depois de vários anos de experimentação com osmose reversa (RO), a Aqualectra, fornecedora municipal de água potável e eletricidade para Curaçao, tomou a decisão de avançar com essa tecnologia e, em 2003, iniciou um projeto para construir uma usina de dessalinização (SWRO).
Usina de dessalinização Santa Barbara em Curaçao. (Imagem: LG Chem)
A usina original foi construída e comissionada pela Degremont (hoje Suez) em 2005 e produziu 18.000 m3 / dia de água potável. Projetado originalmente para uma entrada aberta, a usina foi posteriormente convertida para uma entrada na galeria de infiltração com o índice de densidade de lodo (SDI) menor que 1,5. Foi uma das primeiras usinas em escala real que aplicou os regulamentos rigorosos sobre os Sólidos Totais Dissolvidos (TDS) <150 mg / l após a remineralização e concentração máxima de boro não superior a 0,5 mg / l. Para atingir essas metas, a usina possuía três trens de passo duplo, com os trens de primeiro passo consistindo de 92 módulos cada e os trens de segundo passo com 27 módulos cada (2:1 representado).
Não demorou muito para perceber que a ampliação da usina era necessária devido à crescente demanda por água potável. Em 2012, a usina passou pela expansão com a adição do quarto trem de passagem única para aumentar a produção de água para 25.100 m3 / dia. Isto tornou-se possível devido à revisão dos regulamentos da água, particularmente no que diz respeito ao aumento da concentração de boro de 0,5 mg / l para 1,0 mg / l. A produção de permeado com o equipamento adicional contornou o segundo passo existente, mantendo a qualidade do produto dentro da especificação após a mistura.
Durante a expansão, a Aqualectra e a Degremont procuraram a LG Chem para fornecer membranas (RO) de microfilme de nano-compostos para água salgada. Um projeto de membrana híbrida utilizando membranas Thin Film Nanocomposite (TFN) SWRO foi implementado no trem de expansão. A configuração híbrida é uma combinação de dois ou mais modelos de membranas diferentes dentro do mesmo vaso de pressão. A configuração típica consiste em colocar elementos de baixo fluxo nas posições dianteiras, extremidade de alimentação, do vaso de pressão e elementos de fluxo mais elevados na parte traseira. Este projeto é usado para equilibrar o fluxo e a recuperação dentro de um vaso de pressão e, eventualmente aumentar a capacidade de produção e reduzir a pressão de alimentação e o consumo de energia.
Membranas de microfilme de nano-compostos LG Chem para sistemas de osmose reversa de água do mar (SWRO)
O projeto de membrana na expansão do trem de primeiro passo consiste de um híbrido de dois elementos de baixo fluxo, o LG SW 400 SR e cinco elementos de fluxo superior, o LG SW 400 R. Usando as membranas LG Chem TFN, a capacidade de produção foi alcançada com apenas 65 vasos de pressão, em comparação com os 92 vasos exigidos por um projeto convencional de primeiro passo. Isso permitiu que a usina operasse o novo trem com um fluxo médio significativamente maior e a mesma pressão de alimentação para reduzir o CAPEX, diminuindo o número de vasos de pressão no trem de expansão em comparação com os trens de primeiro passo existentes. Além disso, o novo design resultou em uma melhor qualidade do produto se comparado com os trens de primeiro passo existentes. Com base nesses resultados, as membranas nos trens de primeiro passo remanescentes foram posteriormente substituídas pelas membranas LG Chem TFN de projeto semelhante, reduzindo o número dos vasos de pressão de primeiro passo de 95 para 72 por trem e convertendo a planta na produção completa por sistemas com dois passos.
Hoje a planta produz o total de 24.000 m3/dia de água da mais alta qualidade. As membranas LG TFN estão instaladas em todos os quatro trens de primeiro passo. A figura 1 mostra o desempenho normalizado dos trens de OR nos últimos seis anos. Os resultados demonstram que a permeabilidade dos elementos nanocompósitos, bem como sua passagem de sal, permanecem estáveis ao longo de seis anos de operação. A pressão diferencial normalizada permanece estável também, o que implica baixa incrustação (fouling) dos elementos.
Figura 1. Desempenho normalizado das membranas LG TFN
Este caso mostra os benefícios do uso de membranas LG Chem TFN em uma configuração híbrida, para aumentar significativamente o fluxo do sistema e diminuir o capital sem comprometer a qualidade do produto e a estabilidade do desempenho ao longo do tempo.
