Notícia

Novo estudo demonstra método muito mais sustentável e econômico para dessalinizar águas residuais industriais

Fonte

Universidade Vanderbilt

Data

sábado, 24 junho 2023 17:10

Áreas

Engenharia Ambiental. Gestão Ambiental. Gestão de Resíduos. Indústria. Qualidade da Água. Química. Química Verde. Sustentabilidade. Tecnologias.

Pesquisadores da Universidade Vanderbilt, nos Estados Unidos, fazem parte de uma equipe que desenvolveu um método de ponta que busca tornar a remoção de sal de águas residuais industriais hipersalinas muito mais econômica e eficiente em termos de energia.

Embora a dessalinização por osmose reversa tenha feito grandes avanços, ainda é insuficiente na eliminação de solução salina em águas residuais de indústrias como mineração, petróleo e gás e geração de energia e em águas salobras. As salmouras industriais são atualmente injetadas em formações geológicas profundas ou transferidas para lagoas de evaporação, e ambos os métodos de descarte enfrentam desafios regulatórios e ambientais.

Descarga líquida zero e descarga líquida mínima (DLZ/DLM), com sistemas de tratamento projetados para eliminar salmouras ou minimizar o volume de salmoura, já são exigidas em alguns países para certas indústrias e espera-se que sejam adotadas mais amplamente em breve. Os tratamentos atuais para DLZ/DLM geralmente envolvem uma tecnologia chamada compressão mecânica de vapor (CMV), que gera calor a partir da eletricidade para evaporar as salmouras até que o sal seja tudo o que resta. Devido aos altos custos operacionais e de capital dos métodos ZLD/MVC, esses processos são inacessíveis para muitos usuários.

O Dr. Shihong Lin,professor de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Vanderbilt, e sua equipe, incluindo pesquisadores da Universidade Estadual do Colorado, acreditam ter uma resposta para esse dilema.

Em um artigo publicado na revista científica Nature Water, o professor Lin e seus colegas descreveram uma nova tecnologia de tratamento de salmoura chamada cristalização eletrodialítica (CED), que tem o potencial de reduzir o consumo de energia e o custo da cristalização da salmoura. O princípio fundamental da CED, segundo os pesquisadores, é como a eletrodiálise, processo que vem sendo utilizado em diversas indústrias para dessalinização e concentração de salmoura.

Na eletrodiálise, um campo elétrico é aplicado para puxar os íons através das membranas de troca iônica (MTI). Ao colocar diferentes tipos de MTI de uma certa maneira, a eletrodiálise pode produzir fluxos de água deionizada e fluxos de salmoura concentrada. Com algumas mudanças na configuração desse processo, os pesquisadores disseram que a CED mantém a salmoura dentro do sistema integrado e usa um campo elétrico para induzir a cristalização do sal sem usar métodos caros de evaporação.

“A eliminação da evaporação é a chave para o desenvolvimento de processos de cristalização de salmoura potencialmente eficientes em termos energéticos”, de acordo com o artigo.

Um grande desafio técnico é que, quando certos íons são transportados pelas MTI, eles arrastam muita água e reduzem a eficácia do processo na concentração do fluxo de salmoura. Este fenômeno, chamado eletro-osmose, impede a cristalização efetiva de alguns sais. Os pesquisadores disseram que um melhor design de membrana e operação otimizada podem enfrentar esse desafio e tornar a CED universalmente aplicável.

No entanto, para os sais que a CED pode manipular, a equipe realizou uma análise preliminar e mostrou que a CED associada à osmose reversa pode potencialmente consumir muito menos energia do que a CMV para a cristalização da salmoura.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Vanderbilt (em inglês).

Fonte: Universidade Vanderbilt. Imagem: rawpixel via Freepik.