A contaminação por sílica em seu sistema de osmose reversa (OR) custa à sua organização mais do que você imagina. Lidar com altos níveis de sílica é desafiador, portanto, otimizar a eficiência do sistema de OR para remoção de sílica é essencial para manter a qualidade da água. Talvez o aspecto mais desafiador da otimização da eficiência de um sistema de OR para remoção de sílica seja a própria contaminação. O pior é como isso pode danificar um sistema de OR e aumentar significativamente o custo operacional.

Sumário:

• Compreendendo a sílica e seu impacto nos sistemas RO
  • A Química da Sílica na Água
  • Mecanismos de Incrustação de Sílica em Membranas de RO
  • Como prevenir a formação de incrustações de sílica
  • Tecnologias avançadas de pré-tratamento para melhorar o desempenho do RO
  • Exemplos do mundo real: Queensland CSG
  • Ajustes operacionais para impulsionar o desempenho
  • Como monitorar seu sistema
• A estratégia certa para o seu negócio
• Escolhendo a estratégia certa
  • Requisitos regulatórios para práticas de gestão e sustentabilidade da água
  • Maximizando a recuperação: projetos e operações de sistemas
• Perguntas frequentes sobre a otimização da eficiência do sistema RO para remoção de sílica
  • Como podemos aumentar a eficiência do sistema RO?
  • O RO remove a sílica?
  • Como remover incrustações de sílica na membrana de RO?
  • Que estratégias podem ser implementadas para eliminar efetivamente o conteúdo de sílica na caldeira?
• Conclusão

Compreendendo a sílica e seu impacto nas operações do sistema RO

A sílica, presente naturalmente na maioria das fontes de água, contém vários tipos. Esses problemas se manifestam como incrustações em sistemas de água potável e industrial, especialmente nas complexas membranas de RO.

A sílica pode reduzir a eficiência e a vida útil do equipamento. Diversos especialistas abordaram as especificidades da incrustação por sílica em sistemas de tratamento de água de alta tecnologia.

A Química da Sílica na Água

A sílica existe na água em várias formas, incluindo as dissolvidas (reativas), poliméricas, coloidais e particuladas.

O comportamento e a estrutura da sílica na fonte de água dependem de vários fatores, incluindo pH, temperatura e a presença de outros íons.

Ácido silícico (Si(OH)₄) é um ácido fraco, mas a estrutura química apresenta diversas dependências. Pode polimerizar para formar moléculas maiores sob condições aquáticas específicas.

Aqui está uma tabela que você pode achar interessante:

Mecanismos de Incrustação de Sílica em Membranas de RO

A incrustação ocorre por meio de vários mecanismos diferentes, incluindo deposição, polimerização de sílica e acumulação.

Em baixos níveis de saturação, a deposição de sílica é causada por sílica monomérica. No entanto, em altos níveis de saturação, as partículas coloidais são as principais envolvidas.

As propriedades da superfície da membrana de RO também afetam os níveis de incrustação. A incrustação de sílica em superfícies de RO com carga positiva pode ocorrer em maior extensão do que em superfícies neutras ou com carga inversa.

O uso de tecnologia de tratamento por ativação catalítica, como a GCAT (Global Catalyst Treatment Technology), com baixa dosagem de anti-incrustante específico, juntamente com a filtragem de meio em sistemas de osmose reversa (RO), ajuda a estabilizar a sílica na água. Isso evita a formação de incrustações de minerais na água dura por meio de seus efeitos neutralizantes e dispersivos.

A deposição de sílica depende fortemente de interações e cargas. A polimerização da sílica dissolvida pode criar filmes densos.

Como prevenir a formação de incrustações de sílica

A incrustação contínua de sílica danifica as superfícies da membrana. Embora os inibidores de limiar por si só possam prevenir a formação de sílica, ocorrem episódios de incrustação, exigindo monitoramento do desempenho do sistema e possíveis adições de equipamentos.

Limpezas químicas podem causar mais problemas e tempo de inatividade do sistema, além de reduzir a vida útil da membrana.

Tecnologias avançadas de pré-tratamento para melhorar o desempenho do RO

Ptécnicas de retratamento foco na otimização da eficiência do sistema RO para remoção de sílica.

Ao remover esses contaminantes minerais antes que eles atinjam a membrana de RO, a eficiência operacional do sistema aumenta e o tempo de inatividade pode ser minimizado.

O pré-tratamento da água de alimentação pode envolver o ajuste de fatores como o pH da água ou o uso de diferentes processos de tratamento. Essas abordagens podem ajudar a controlar o comportamento da sílica no sistema.

Soluções Especializadas de eletrocoagulação é uma poderosa tecnologia de tratamento sustentável. Pesquisas também indicam que a EC pode reduzir significativamente a sílica coloidal e a sílica particulada. Isso, por sua vez, pode reduzir seu impacto nas membranas de osmose reversa.

Aqui está uma estratégia abrangente:

• utilização G-CAT pode ajudar a prevenir a incrustação que desacelera os sistemas. Esta etapa reduz significativamente o acúmulo, ajudando as operações a funcionarem melhor, com maiores taxas de recuperação de água.
• Anti-incrustantes específicos desempenham um papel útil em conjunto com a tecnologia GCAT para dispersar sinergicamente a sílica durante as operações de RO. Esses benefícios combinados previnem depósitos minerais que podem bloquear o sistema, eliminando potenciais problemas para maior fluxo com baixo teor de sólidos dissolvidos totais.
• Programas avançados de modelagem podem determinar riscos de incrustação na água de alimentação. Esses programas, juntamente com softwares de membrana otimizados, permitem que você proativamente projete ou ajuste as operações do seu sistema para aumentar o desempenho e as taxas de recuperação do sistema.
• Os sistemas se beneficiam do uso de tecnologias avançadas de pré-tratamento de dois estágios.

Exemplos do mundo real: EUA

No deserto do sudoeste dos EUA, uma aplicação de água potável estava lidando com quantidades substanciais de água.

Uma estação de tratamento demonstrou que sua estratégia protege tanto os recursos hídricos subterrâneos quanto o solo local. Eles utilizam tecnologia avançada em todas as etapas, garantindo que tudo o que fazem reduza o estresse por incrustação.

Com o monitoramento cuidadoso do sistema, utilizando os sistemas existentes e as mudanças estratégicas necessárias, mudanças significativas ocorreram. Essas medidas permitiram que esta instalação alcançasse um aumento de mais de 15% nas taxas de recuperação do sistema, o que não seria possível de outra forma.

Ajustes operacionais para impulsionar o desempenho

As leituras diárias normalizam os indicadores de desempenho, considerando as variações na salinidade da água de alimentação, proporcionando aos operadores melhores informações. Os operadores podem determinar o desempenho de uma unidade sem efeitos confusos.

Sempre verifique e ajuste com base nos parâmetros da água. Isso inclui concentrações de sílica, pH, temperatura e pressão.

Como monitorar seu sistema

Monitorar sinais de queda no desempenho é vital. Isso envolve verificações regulares da vazão, pressão e qualidade do permeado. Se notar diferenças, aja rapidamente para descobrir o que está errado, corrigir o problema e retornar à operação ideal.

Isso inclui a revisão das principais áreas para melhorar a eficiência, explicadas abaixo. Fazemos isso para garantir que você não esteja ignorando nenhum sinal precoce de dano à membrana.

Aqui estão as partes principais:

• Siga as orientações dos fabricantes do sistema RO quanto à frequência de limpeza. A manutenção adequada ajuda a resolver problemas decorrentes de danos irreversíveis, como os causados ​​pela sílica.
• Para otimizar os sistemas de RO, monitore cuidadosamente as condições de pressão e fluxo, considerando as recomendações do fabricante. Manter a operação da bomba dentro das faixas estabelecidas evita reparos desnecessários.
• Verifique todos os componentes, não apenas as vazões, mas também a temperatura do sistema e o pH, ajustando a entrada. Monitoramentos e inspeções de rotina são necessários.
• Se necessário, limpe a membrana conforme as instruções do fabricante. Ao manter ciclos de manutenção e limpeza de rotina, o sistema permanece limpo, mantendo o equipamento operacional.
• Mantenha sempre registros precisos e bem documentados. Anotações detalhadas em arquivos de registro com leituras de pressão do sistema ajudam a monitorar o desempenho de forma eficaz. Isso pode indicar tendências de desempenho, permitindo uma percepção antecipada de problemas de manutenção e permitindo que alterações sejam feitas antes que problemas maiores surjam.

A estratégia certa para o seu negócio

Pense estrategicamente, mas não apresse as operações do seu sistema de RO nem faça mudanças precipitadas. As soluções certas podem depender de situações específicas, como a qualidade da água da fonte ou condições regulatórias, entre outras possíveis preocupações. 

Escolhendo a estratégia certa

Agir antecipadamente pode aumentar o desempenho e as taxas de recuperação do sistema de RO. Também pode manter as operações dentro do orçamento, reduzindo potencialmente custos desnecessários. Abordar as preocupações proativamente, em vez de esperar por falhas, provavelmente resultará em economias significativas de custos.

Aqui estão algumas dicas úteis para ajudar a reduzir problemas:

Problemas com a fonte de água, como composição e localização, variam de acordo com as operações e podem gerar alterações no desempenho ou na confiabilidade. As fontes de água incluem rios, lagos, córregos subterrâneos, água do mar ou combinações destes. É necessário testar amostras de água regularmente para substâncias-chave como sílica, pH, temperatura e sais minerais. Analise as informações para fazer ajustes específicos nas soluções de alimentação, ajudando as operações a funcionar sem problemas como incrustação, corrosão ou entupimento por partículas, que causam incrustação. Sempre tente implementar medidas baseadas na simulação de uma amostra de teste para garantir condições estáveis ​​antes do processamento e contribuir para uma operação sem problemas a longo prazo. — Expert Insight

Requisitos regulatórios para práticas de gestão e sustentabilidade da água

Os esforços de sustentabilidade devem considerar diferentes padrões, incluindo ambientais e comerciais, ao implementar melhorias ou modificações. É fácil se sentir sobrecarregado.

Para indústrias que usam equipamentos de alto volume e se concentram em manter operações sustentáveis ​​ao mesmo tempo em que atendem às rigorosas necessidades de uso de água, as demandas regulatórias devem se concentrar na integração de soluções de baixo consumo de energia em seus processos de tratamento.

Uma gestão inteligente na escolha de medidas e equipamentos para recuperação de água pode permitir o descarte mínimo. Usando essas táticas, você pode alinhar os esforços da empresa com eficiência e apoiar as metas gerais de sustentabilidade corporativa.

Maximizando a recuperação: projetos e operações de sistemas

Como muitos descobriram, um sistema de purificação de água precisa ser projetado e operado corretamente para otimizar o tratamento e os custos.

Um equilíbrio cuidadoso entre a entrada de água bruta e o permeado de água tratada determinará eficientemente as taxas de recuperação em todo o sistema de membrana.

O rastreamento das condições (fluxo/pressões) em todos os componentes e as verificações de rotina de cada valor operacional para diferentes unidades de equipamento permitem uma ação rápida.

A capacidade de agir rapidamente evitará problemas graves antes de panes caras, fornecendo aos gerentes informações detalhadas do processo sobre a eficiência do uso da água.

Isso contribui para melhorias gerais em sistemas de grande porte com múltiplos usos. As unidades podem ser trocadas durante o horário de operação sem a necessidade de paradas, como quando uma parada completa da operação é necessária devido a problemas maiores.

A configuração correta do sistema de membrana auxilia na eficiência do fluxo de água nas operações e pode otimizar significativamente as taxas de recuperação do sistema.

Considere isso como um ajuste para as melhores rotas; o equipamento funciona como deveria e menos problemas de manutenção podem ocorrer ao longo do tempo, reduzindo, em última análise, o tempo de inatividade potencial devido a quebras repentinas. 

Considere toda a configuração e se o layout melhora a capacidade de recuperação em todas as unidades combinadas. Essa resposta exige muitas considerações/perguntas na escolha de soluções, especialmente para usos múltiplos de água, grandes e exigentes. Nesse caso, um elemento possui múltiplas unidades/configurações, dependendo de vários fatores.

Você precisará ponderar cuidadosamente os custos operacionais totais e equilibrar fatores de custos de capital mais altos para obter custos operacionais mais baixos a longo prazo. Isso normalmente é avaliado durante as melhorias no projeto de atualização das operações atuais da planta, abordando objetivos de curto/longo prazo das partes interessadas da empresa, incluindo fabricação e conformidade ambiental.

Conclusão

A implementação de tratamentos avançados é necessária para otimizar a eficiência do sistema de RO para remoção de sílica. É fundamental aprimorar o desempenho operacional, incluindo o monitoramento dos custos totais associados a cada configuração operacional específica, para obter retorno sobre qualquer investimento.

As técnicas corretas fazem uma diferença significativa, garantindo uma gestão consistente da água RO por meio dessas mudanças aprimoradas. Essas mudanças permitem que as empresas alcancem o desempenho e a eficiência de seus sistemas. otimização de custos metas e, ao mesmo tempo, atingir metas de sustentabilidade. 

Entre em contato com os especialistas em tratamento de água da Genesis Water Technologies por e-mail em customersupport@genesiswatertech.com ou ligue para 877 267 3699 para discutir os desafios específicos da sua aplicação. Saiba como as tecnologias avançadas de pré-tratamento e os métodos de otimização estratégica da Genesis Water Technologies podem aprimorar o desempenho do seu sistema, reduzir custos operacionais e atingir seus objetivos de sustentabilidade.

Perguntas frequentes sobre a otimização da eficiência do sistema RO para remoção de sílica

Como podemos aumentar a eficiência de um sistema RO?

Melhorar a eficiência envolve estratégias em múltiplas dimensões. É preciso considerar parâmetros do sistema, mudanças operacionais e otimizar elementos físicos, como filtros de mídia ou outros sistemas de pré-tratamento, para gerenciar contaminantes de forma otimizada.

O RO remove a sílica?

As membranas de RO retêm com sucesso de 97% a 99%. Sem práticas adequadas de pré-tratamento, esses sistemas não alcançarão resultados ideais, pois possíveis obstruções se tornam problemas, juntamente com altos custos operacionais.

Como remover incrustações de sílica na membrana de RO?

Quando incrustações minerais na água dura são detectadas, produtos de limpeza especializados, como os alcalinos, podem ajudar a restaurar a funcionalidade com segurança se um tipo específico de incrustação exigir mais.

Recomendamos evitar substâncias corrosivas fortes, a menos que seja realmente necessário, pois elas podem causar falhas estruturais nas membranas.

Tratamentos agressivos também podem danificar peças importantes ou todo o sistema de RO, dependendo da concentração/duração, juntamente com outros riscos específicos de reação do material. 

Que estratégias podem ser implementadas para eliminar efetivamente o conteúdo de sílica na caldeira?

Vários tratamentos têm fortes capacidades contra problemas/falhas de concentração que os sistemas podem enfrentar ao longo de sua vida útil, já que eventos de contaminação estão sempre presentes em todas as condições.

Tanto a técnica física, como o uso específico de meios de filtragem, quanto a eletrocoagulação podem proporcionar melhorias no manuseio de grandes quantidades com base na condutividade da água da fonte.

A integração de tratamentos que combinam tecnologias como a tecnologia de ativação catalítica G-CAT e anti-incrustantes específicos pode otimizar ainda mais a remediação de sílica e outros minerais incrustantes que obstruem o fluxo de água em sistemas de membrana.