Pode melhorar o funcionamento da limpeza da água utilizando carvão ativado para dessalinização. Este material elimina rapidamente as impurezas. Também impede a formação de incrustações e ajuda as máquinas a durarem mais tempo. Em novos métodos de dessalinização, como a desionização capacitiva, o carvão ativado funciona muito bem. A sua grande superfície e boa condutividade ajudam a água a passar facilmente. Observe a tabela abaixo para ver o carvão ativado é muito melhor do que os filtros de areia para dessalinização:
Método | Eficiência de remoção da CQO total | Eficiência de remoção de CQO solúvel |
|---|---|---|
Filtro de areia | 15,3 ± 1,5% | 16,4 ± 1,8% |
Coluna de carvão ativado | 76,5 ± 1,5% | 88,2 ± 1,3% |
Poupa-se dinheiro, obtém-se água mais limpa e ajuda-se o ambiente quando se utiliza carvão ativado para dessalinização no tratamento da água.
Principais conclusões
O carvão ativado ajuda a dessalinização a funcionar melhor, eliminando rapidamente e bem as substâncias nocivas.
A utilização de carvão ativado impede que as membranas fiquem obstruídas, pelo que os sistemas duram mais tempo e necessitam de menos reparações.
Existem diferentes tipos de carvão ativadoCada um deles ajuda, à sua maneira, nos diferentes métodos de dessalinização.
Adição de carvão ativado antes do tratamento torna a água mais limpa e significa que utilizamos menos produtos químicos.
Escolher o melhor carvão ativado pode poupar energia e fazer com que os sistemas de dessalinização funcionem melhor em geral.
Visão geral da dessalinização
Métodos
Existem diferentes formas de retirar o sal e a sujidade da água. A forma mais utilizada é osmose inversa. Neste método, a água passa por um filtro especial. Este filtro impede a entrada de sal e outras coisas. Muitos locais utilizam a osmose inversa porque funciona bem. Também não prejudica muito o ambiente. Antigamente, utilizava-se muito a destilação flash em várias fases. Atualmente, a osmose inversa é mais popular. Outras formas são a destilação de múltiplos efeitos, a destilação por membrana e a dessalinização térmica. A desionização capacitiva por elétrodo de fluxo é uma nova forma. Utiliza eléctrodos de carvão ativado e necessita de menos energia. O quadro seguinte mostra a quantidade utilizada por cada método:
Método de dessalinização | Descrição da quota de mercado |
|---|---|
Osmose inversa | Tecnologia dominante devido à eficiência e ao menor impacto ambiental. |
Flash multi-estágio | Anteriormente líder, é agora ultrapassado pela RO; prevalece nos países de baixo rendimento. |
Outros métodos | Incluem a destilação multi-efeito (MED), a destilação por membrana, a dessalinização térmica, etc. |
Desafios
Há muitos problemas quando se limpa água salgada. Incrustação da membrana é um grande problema. Acontece quando pequenas coisas e germes se colam ao filtro. Isto dificulta a passagem da água. O consumo excessivo de energia pode custar mais dinheiro. O sistema pode ser difícil de construir. Se a água tiver demasiados sólidos dissolvidos, não é tão limpa. Não ter um caudal de recirculação suficiente pode fazer com que o sistema se desgaste rapidamente. A descamação da membrana também pode ocorrer demasiado cedo. É necessário verificar frequentemente o funcionamento do sistema. É difícil lidar com níveis elevados de sal na desionização capacitiva por elétrodo de fluxo. A poupança de energia é importante para todas as formas de água do mar limpa.
Incrustação da membrana
Questões de eficiência energética
Complexidades de conceção do sistema
Sólidos dissolvidos totais (TDS) de permeado elevado
Falta de caudal de recirculação
Descamação prematura da membrana
Diagnóstico operacional
Gestão da salinidade elevada em sistemas de desionização capacitiva por eléctrodos de fluxo
Otimização do consumo de energia durante a dessalinização
Contaminantes
A água de alimentação das instalações de dessalinização tem muitos tipos de coisas más. Bioincrustação de membranas pode tornar mais dispendiosa a reparação e o funcionamento da instalação. Um bom pré-tratamento ajuda a evitar estes problemas. Algumas das coisas más mais comuns são espécies de incrustações como o carbonato de cálcio e o hidróxido de magnésio. Há também partículas flutuantes, pequenos pedaços chamados partículas coloidais, poluentes orgânicos e espécies biofouling. Alguns produtos químicos como biocidas, agentes tensioactivosOs aditivos anti-calcário e os restos de sólidos da limpeza dos filtros também podem estar presentes na água que sai.
Tipo de contaminante | Descrição |
|---|---|
Espécies de escala | Inclui CaCO3, Mg(OH)2, CaSO4, SrSO4, BaSO4, CaF2 e SiO2. |
Matéria em suspensão | Partículas que podem obstruir as membranas e afetar a qualidade da água. |
Partículas coloidais | Pequenas partículas que podem causar incrustações nas membranas. |
Poluentes orgânicos | Compostos que podem interferir no processo de dessalinização. |
Espécies biofouling | Microorganismos que podem crescer nas membranas, aumentando os custos de manutenção. |
Carvão ativado na dessalinização
Propriedades
Carvão ativado para dessalinização tem caraterísticas especiais que ajudam a limpar a água. Tem uma área de superfície muito grande e muitos buracos minúsculos. Estes orifícios capturam as coisas más da água. Isto faz com que o carbono seja ótimo na adsorção. A superfície pode reagir com produtos químicos. Isto ajuda a eliminar ainda mais contaminantes. Pode consultar a tabela abaixo para ver as principais propriedades:
Imóveis | Descrição |
|---|---|
Área de superfície elevada | Um grama pode ter mais de 500 m², por vezes até 3.000 m². |
Porosidade | Muitos tipos de poros criam condições óptimas para a adsorção. |
Reatividade | A superfície reage com os produtos químicos, melhorando a adsorção. |
Formulários
Existem diferentes formas de carvão ativado para dessalinização tratamento da água. O carvão ativado granular é utilizado nos leitos filtrantes. Permite que a água entre em contacto com o carvão novo, de modo a eliminar mais impurezas. Carvão ativado em pó é menos dispendioso e funciona rapidamente. Tem uma grande área de superfície. Utiliza-se quando a poluição muda ou quando são necessários resultados rápidos. O carvão ativado derivado de resíduos é feito de material reciclado. Pode ter uma área de superfície elevada e remover bem o sal. Isto torna-o bom para a dessalinização. A tabela abaixo mostra a comparação entre as formas:
Tipo de carvão ativado | Vantagens | Desvantagens |
|---|---|---|
Carvão ativado em pó | Mais barato, adsorção rápida, utilização flexível | Difícil de remover todas as impurezas, não é fácil de reutilizar |
Carvão ativado granular | Bom para leitos filtrantes, mantém a atividade elevada | Necessita de uma seleção cuidadosa para cada aplicação |
Carvão ativado derivado de resíduos | Área de superfície elevada, amiga do ambiente, boa remoção de sal | A qualidade depende da matéria-prima |
Pré-tratamento
A dessalinização funciona melhor quando se utiliza carvão ativado no pré-tratamento. Este passo elimina a matéria orgânica e reduz as incrustações. O tratamento da água com carvão ativado antes da dessalinização ajuda as membranas a durarem mais tempo. Também significa que não é necessário efetuar tantas limpezas. Estudos mostram que o carvão ativado biológico continua a funcionar bem durante mais de dois anos. Remove os elementos nocivos e mantém a eficiência elevada. A escolha do carvão correto para a desionização capacitiva poupa energia. O carvão ativado derivado de resíduos é bom para o ambiente. Utiliza materiais reciclados e poupa recursos naturais.
Dica: Escolha a melhor forma de carvão ativado para dessalinização para a sua água e sistema. Isto fará com que o seu processo funcione melhor e ajudará o planeta.
Mecanismos de carvão ativado para dessalinização
Remoção orgânica
O carvão ativado ajuda a eliminar a matéria orgânica e os produtos químicos da água. Fá-lo por adsorção. Isto significa que agarra a matéria orgânica dissolvida na sua superfície. Utilizar carvão ativado antes da osmose inversa funciona melhor. O carvão pode apanhar diferentes tipos de matéria orgânica. Estes incluem tipos hidrofóbicos, transfílicos e hidrofílicos. Cada tipo adere ao carvão à sua maneira. Isto torna a água mais limpa e mantém o sistema a salvo de incrustações orgânicas.
Aqui está uma tabela que mostra como o carvão ativado remove a matéria orgânica:
Mecanismo | Descrição |
|---|---|
Adsorção | O carvão ativado elimina a matéria orgânica dissolvida (DOM) por adsorção. |
Eficiência | A adsorção de DOM melhora a qualidade da água e reduz a incrustação orgânica em sistemas de osmose inversa. |
Hidrofobicidade | O carvão ativado visa as fracções orgânicas hidrofóbicas, transfílicas e hidrofílicas. |
É importante saber quais os poluentes que o carvão ativado pode remover. A tabela abaixo lista poluentes orgânicos comuns encontrados na água de alimentação da dessalinização:
Tipo de poluente | Exemplos |
|---|---|
Toxinas de algas | Sim |
Ácidos húmicos | Sim |
Cloro residual | Sim |
Chumbo, Mercúrio |
O carvão ativado ajuda a eliminar estes elementos nocivos. Isto dá-lhe uma água mais segura para beber e utilizar.
Redução de incrustações
A sujidade das membranas é um grande problema na dessalinização. O carvão ativado ajuda a resolver este problema. Absorve compostos orgânicos, restos de cloro e iões de metais pesados. Isto mantém as membranas de osmose inversa protegidas contra danos. Há menos película na superfície da membrana. A água pode fluir mais facilmente. O sistema precisa de menos limpeza e dura mais tempo.
O carvão ativado agarra compostos orgânicos e metais pesados.
Retira os restos de cloro que podem danificar as membranas.
A resistência da membrana é menor, pelo que a água circula melhor.
O sistema necessita de menos limpeza e cuidados.
Sugestão: Adicione carvão ativado antes da dessalinização para manter o seu sistema a funcionar bem. Isto poupa tempo e dinheiro ao impedir a formação de incrustações e ao fazer com que as membranas durem mais tempo.
Desempenho do elétrodo
A desionização capacitiva por eléctrodos de fluxo funciona melhor com eléctrodos de carvão ativado. O bom funcionamento destes eléctrodos depende de alguns factores. É necessário controlar a tensão, a quantidade de carvão, a concentração do eletrólito e os caudais. Cada um deles altera a quantidade de sal e iões que o sistema pode remover.
Aqui está uma tabela que mostra parâmetros operacionais importantes para eléctrodos de carvão ativado na desionização capacitiva por elétrodo de fluxo:
Parâmetro | Influência no desempenho |
|---|---|
Tensão de funcionamento | Controla o movimento dos iões e a espessura da dupla camada eléctrica. |
Teor de carvão ativado | Altera a condutividade e a capacidade de adsorção do elétrodo. |
Concentração de electrólitos | Afecta a condutividade e o gradiente iónico através das membranas. |
Caudal de água de alimentação | Impacta a polarização da concentração no sistema. |
Caudal do elétrodo | Influencia a adsorção de iões e a estabilidade das camadas duplas eléctricas. |
Também é necessário ter em conta o material e a estrutura do elétrodo. A tabela abaixo explica como estes factores afectam o desempenho:
Parâmetro | Influência no desempenho |
|---|---|
Material do elétrodo | Altera a capacidade de adsorção do sal, a condutividade, a velocidade de dessalinização e o consumo de energia. |
Tipo de carbono | Diferentes formas de carbono, como o carvão ativado ou os nanotubos, alteram o funcionamento do elétrodo. |
Macroporosidade | Mais poros ajudam os iões a moverem-se e a serem adsorvidos em eléctrodos espessos. |
Obtém melhores resultados se escolher o carvão ativado certo e controlar estes aspectos. O seu sistema removerá mais sal e utilizará menos energia. Isto faz com que a dessalinização funcione melhor e ajuda o ambiente.
Aplicações e resultados
Estudos de caso
Muitas instalações de dessalinização utilizam carvão ativado para limpar a água. Uma fábrica utiliza carvão ativado granular antes da osmose inversa. Este passo elimina a matéria orgânica e ajuda a impedir a formação de incrustações. Outra instalação utiliza eléctrodos de carvão ativado na desionização capacitiva. Este método funciona bem para água do mar com níveis de sal baixos ou médios. O sistema funciona à temperatura ambiente e não necessita de muitos produtos químicos. Estes factores tornam o processo melhor para o ambiente e ajudam a dessalinização a funcionar melhor.
Tipo de aplicação | Descrição | Resultado |
|---|---|---|
Pré-tratamento com CAG | Remove substâncias orgânicas antes da osmose inversa | Menos incrustações, maior duração da membrana |
Elétrodo CDI | Utiliza carvão ativado para a remoção de iões | Dessalinização eficiente, menor consumo de energia |
Comparação de desempenho
O carvão ativado ajuda a dessalinização funcionam melhor. As instalações que utilizam carvão ativado granular antes da osmose inversa têm menos problemas de incrustação. As membranas duram mais tempo e não precisam de tanta limpeza. Na desionização capacitiva, os eléctrodos de carvão ativado removem mais sal e iões. Isto também poupa energia. Estudos demonstram que os sistemas com carvão ativado limpam a água mais rapidamente e tornam-na mais limpa do que os sistemas sem carvão ativado. A tabela abaixo mostra a diferença:
Tipo de sistema | Desempenho da dessalinização | Qualidade da água | Necessidades de manutenção |
|---|---|---|---|
Sem carvão ativado | Inferior | Mais pobre | Elevado |
Com carvão ativado | Mais alto | Melhor | Baixa |
Nota: O carvão ativado ajuda a obter água mais limpa e torna a dessalinização da água do mar mais fiável.
Melhores práticas
Existem algumas boas formas de utilizar o carvão ativado na dessalinização. Utilize-o para água com pouco ou médio salespecialmente nos sistemas CDI. Utilizar o sistema à temperatura ambiente para poupar energia. Utilize menos produtos químicos para manter a água mais segura e ajudar o planeta. Escolha eléctrodos que possa utilizar repetidamente. Experimente eléctrodos de carbono poroso, como tecido de carbono ativado ou feltro de carbono, para obter melhores resultados. Empilhe eléctrodos de carbono em eletrodiálise mediada por redox para tornar o seu sistema maior e mais eficiente.
Utilizar carvão ativado para água com pouco ou médio sal.
Para poupar energia, o sistema funciona à temperatura ambiente.
Utilizar menos químicos para uma água mais segura.
Escolha eléctrodos que sejam fáceis de utilizar novamente.
Experimente materiais de carbono poroso para obter melhores resultados.
Empilhar eléctrodos para fazer com que a dessalinização funcione para mais água.
É possível melhorar o funcionamento da dessalinização com carvão ativado. Este material ajuda a eliminar os elementos nocivos da água. Também ajuda o sistema a durar mais tempo. A tabela abaixo mostra como o carvão ativado ajuda a tornar a dessalinização mais sustentável:
Benefício | Descrição |
|---|---|
Protege as membranas RO | Elimina o cloro e as cloraminas para evitar danos |
Reduz as incrustações | Apanha compostos orgânicos que causam incrustações |
Melhora a qualidade da água | Torna a água tratada mais saborosa e cheirosa |
Aumenta a eficiência | Reduz as incrustações e diminui o trabalho de manutenção |
Aumenta a vida útil do equipamento | Reduz os custos de substituição e de inatividade |
Reduz a utilização de produtos químicos | Necessita de menos produtos químicos para um funcionamento mais seguro e ecológico |
Reduz as necessidades energéticas | Ajuda a utilizar menos energia durante a dessalinização |
Deveria pensar em utilizar carvão ativado nos novos sistemas de dessalinização. Funciona bem em métodos avançados como a desionização capacitiva. O carvão ativado derivado de resíduos é bom para o ambiente. Utiliza materiais reciclados para tratar a água. No futuro, o carvão de alto desempenho será ainda mais importante para a limpeza da água:
Estão a ser desenvolvidos novos métodos de dessalinização à base de carbono para locais secos.
O carvão ativado continuará a ajudar a dessalinização. Ajudá-lo-á a obter água mais limpa de uma forma que é melhor para o planeta.