A nova fábrica de Bonaire produz 5.600 m3/d de água potável para atender à alta demanda dos quase 22.500 moradores da ilha.
Por IDE Technologies
OBJETIVOS DO PROJETO
Conformidade com os requisitos de qualidade do produto em todos os momentos, sob uma ampla gama de condições de operação.
Flexibilidade de operação como resultado da abordagem modular IDE
Baixo consumo de energia
Processo sem química
Planta totalmente automatizada e altamente confiável
Materiais de construção de alta qualidade
A nova planta de dessalinização de osmose reversa de água do mar (SWRO) de Bonaire, baseada na tecnologia de osmose reversa da IDE Technologies, foi recentemente comissionada com sucesso. Adicionou 5.600 m3/dia às unidades de dessalinização existentes em Bonaire, aumentando o fornecimento total de água para 7.200 m3/dia. Unidades adicionais podem ser adicionadas para ampliação futura para 11.200 m3/dia.
A planta é projetada em um conceito de dois (2) trens – cada trem tem capacidade de produção de 3.200 m3/dia, e cada trem pode operar independentemente do outro trem.
BAIXO CONSUMO DE ENERGIA
Como o baixo consumo de energia era de grande importância no projeto da planta, foram tomadas medidas para garantir um baixo valor garantido. Essas medidas incluem projeto de processo com baixa recuperação e fluxo, seleção de membranas de baixa energia e escolha de equipamentos com alta eficiência. O projeto também inclui um Sistema de Recuperação de Energia (ERS) que maximiza a eficiência energética do processo SWRO.
A nova planta de osmose reversa (RO) de Bonaire agora está totalmente operacional para atender às demandas de água potável da crescente população de Bonaire.
ABORDAGEM DE PROJETO MODULAR E PRÉ-MONTADO
O conceito de unidade pré-montada e modular é uma estratégia de entrega de projeto desenvolvida pela IDE Technologies, Ltd. O objetivo desta estratégia é fornecer plantas de dessalinização que:
São os melhores da classe em termos de segurança, qualidade e desempenho
Tenha o menor custo total instalado
Pode ser instalado no menor tempo
Minimize os riscos de execução da planta do local
No conceito de unidade pré-montada e modular, uma parte significativa da fabricação, montagem e teste da planta é concluída fora do local, sob condições controladas da planta e ferramentas de precisão, usando os mesmos materiais e projetando os mesmos códigos e padrões das instalações construídas convencionalmente – mas em muito menos tempo.
O conceito de unidade pré-montada e modular permite uma redução nos prazos e custos de instalação, pois os módulos são mais simples de instalar do que os componentes entregues soltos e montados no local. Além disso, como o custo total instalado do projeto é extremamente bem definido no processo de projeto e o escopo da instalação é claro, o proprietário corre um risco significativamente menor como resultado de pedidos de alteração e atrasos relacionados à construção.
Como a fabricação do módulo pode ocorrer simultaneamente com melhorias no local e trabalho de fundação, os projetos podem ser concluídos mais cedo em comparação com a construção tradicional. Além disso, a necessidade de pessoal de construção altamente qualificado (ou seja, soldadores, instaladores de tubos, maquinistas, etc.) no local é reduzida, assim como os atrasos potenciais atribuídos às intempéries durante a construção.
A redução do tempo de montagem no local oferece economia potencial considerável para o empreiteiro de EPC e um cronograma geral mais curto, o que resulta em um início mais precoce da produção de água.
A Usina oferece um alto nível de pré-montagem de subsistemas, permitindo eficiência na construção e proporcionando baixíssimo consumo elétrico.
PROCESSO SEM QUÍMICO
A usina de dessalinização WEB Bonaire fornece a qualidade necessária do produto sem o uso de produtos químicos. Isso é alcançado pela Direct Osmosis Cleaning (DOC) – uma tecnologia patenteada de ponta desenvolvida pela IDE que utiliza pressão osmótica para limpar as membranas em um processo curto e repetitivo, removendo bioincrustação e incrustação das membranas e reduzindo os intervalos entre CIP .
COMPONENTES PRINCIPAIS DA PLANTA
Pré-tratamento
O pré-tratamento da água do mar antes do processo SWRO, para remover sólidos em suspensão e minimizar o crescimento de microrganismos nas membranas, é de importância crítica para a confiabilidade de qualquer processo SWRO. O pré-tratamento eficaz é, portanto, necessário para aumentar a eficiência e a vida útil do sistema SWRO. A seleção do pré-tratamento adequado minimiza a incrustação e a degradação da membrana, resultando em fluxo de produto otimizado, rejeição de sal, recuperação de produto e custos operacionais.
O processo de pré-tratamento inclui Filtros Multimídia Pressurizados (PMMF) totalmente automatizados, seguidos por filtros micrônicos.
Filtros Multimídia Pressurizados (PMMF)
Cada filtro contém diferentes camadas de filtragem, incluindo antracito, granada e areia. Cada mídia (camada) tem um tamanho e densidade diferentes. A disposição das camadas é de acordo com seu tamanho, com a camada maior e mais leve – antracito – na parte superior, e a camada mais pesada e menor – granada – na parte inferior. Esse arranjo restringe as partículas maiores a serem removidas perto do topo do filtro e as menores no final do processo de filtragem. Isso permite um ciclo de filtração mais longo e menos entupimento do filtro entre as retrolavagens.
Com o tempo, os detritos filtrados se acumulam no meio filtrante criando uma camada de torta de filtro, entupindo o filtro e aumentando a perda de pressão. Para remover essa camada de bolo e reduzir a perda de pressão sobre a mídia, é iniciado um processo de retrolavagem. O processo BW com salmoura SWRO é totalmente automático e é determinado por um ponto de ajuste do temporizador na maioria dos casos, ou de acordo com um ponto de ajuste de diferença de pressão medido online pelo Transmissor Indicador Diferencial de Pressão (PDIT) instalado em cada unidade de filtração.
Filtros micrônicos
A jusante do PMMF, a água é distribuída para as unidades SWRO. Antes da água do mar pré-tratada entrar no SWRO, ela passa por filtros micrônicos. Um filtro de cartucho micrônico é instalado para cada unidade SWRO. Os filtros micrônicos servem como filtros de segurança contra agentes incrustantes que podem prejudicar as membranas RO, HPP e as unidades ERS (PX).
Osmose reversa da água do mar (SWRO)
O estágio de osmose reversa da água do mar (SWRO) é o processo central da usina de dessalinização. O processo SWRO é realizado forçando a água do mar através de uma membrana semipermeável a alta pressão para produzir água permeada.
A seção de dessalinização é composta pelas unidades de membrana SWRO, Bombas de Alta Pressão (HPP) e Sistema de Recuperação de Energia (ERS). O sistema é dividido em dois (2) trens, um trem contém duas (2) unidades SWRO e o outro inclui três (3) unidades. Cada trem é hidraulicamente independente e cada unidade opera com bomba de alta pressão, sistema de recuperação de energia e bomba de circulação ERS. Quatorze (14) vasos de pressão (cada um contendo 8 elementos) são instalados em cada unidade, de acordo com as necessidades de capacidade.
A qualidade da água do permeado SWRO é monitorada por um medidor de condutividade em cada unidade SWRO. No caso de falha de qualidade, o permeado fluirá automaticamente para a calha de salmoura, até que a qualidade melhore. O permeado SWRO de cada unidade flui para dois tanques de sucção (buffer).
A salmoura de baixa pressão do ERS flui para o tanque de retrolavagem, usado para BW os PMMFs.
As unidades SWRO são totalmente automatizadas e controladas por dois pontos de ajuste: (1) Taxa de fluxo permeado e (2) recuperação de SWRO. O medidor de vazão de permeado controla o HPP VFD para atingir o ponto de ajuste da taxa de vazão de permeado. A taxa de fluxo do ponto de ajuste de concetrado de baixa pressão é calculada a partir dos pontos de ajuste de recuperação e taxa de fluxo de permeado. A vazão de concentrado de baixa pressão é então controlada pela válvula de concentrado de baixa pressão. A posição da válvula é controlada pelo medidor de vazão de concentrado, a fim de atingir o ponto de ajuste da vazão de concentrado.
Osmose reversa de água salobra (BWRO)
A água salobra flui para a segunda passagem dos tanques de sucção. A segunda passagem é dividida em 5 (cinco) unidades que incluem uma bomba de 2ª passagem e dois estágios: 1º estágio com 4 (quatro) vasos de pressão e 2º estágio com 2 (dois) vasos de pressão. A salmoura do 1º estágio é a alimentação do 2º estágio e a salmoura do 2º estágio se mistura com a água do mar que alimenta o mesmo trem SWRO.
A operação do BWRO é controlada automaticamente por um setpoint de vazão de permeado que controla a válvula de controle de salmoura, bem como por um medidor de vazão de alimentação que controla o VSD da bomba de alimentação. O setpoint da vazão de alimentação também é corrigido de acordo com o nível do tanque de sucção em um loop PID em cascata.
O permeado da 2ª fase de cada unidade é recolhido e ligado ao ponto de amarração, de forma a transportar o permeado da BWRO através do pós-tratamento existente até aos tanques de água potável existentes de Hato. Antes do ponto de conexão, a pressão do permeado do BWRO, a taxa de fluxo e a condutividade são monitoradas continuamente.
Existe um medidor de condutividade online em cada unidade BWRO. Se a condutividade da água permitida for excedida, a unidade ficará automaticamente fora das especificações até que a qualidade seja corrigida.
Por meio da parceria da WEB Bonaire e da IDE, eles conseguiram projetar e construir a instalação sob restrições do COVID-19 e concluir toda a instalação em um ano e meio.
Sobre o Parceiro
A IDE Technologies é especializada no desenvolvimento, engenharia, construção e operação de algumas das maiores e mais avançadas instalações de dessalinização térmica e de membrana e estações de tratamento de água industrial do mundo. A IDE faz parceria com uma ampla gama de clientes – municípios, petróleo e gás, mineração, refinarias e usinas de energia – em todos os aspectos de projetos hídricos e fornece aproximadamente 3 milhões de m3/dia de água de alta qualidade em todo o mundo.
Este estudo de caso foi publicado na edição digital especial anual “Finest-50 Global Case Studies”, de março a abril de 2022. Clique aqui para ler a edição completa da revista eletrônica.
