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Mecânica

Criada nova técnica de dessalinização

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/07/2020

Criada nova técnica de dessalinização
Nova técnica de dessalinização lida com salmoura hipersalina e pode transformar o gerenciamento global da água, incluindo águas residuais da indústria.
[Imagem: Chanhee Boo/Columbia Engineering]

Dessalinização por solvente

Engenheiros da Universidade de Colúmbia, nos EUA, desenvolveram uma nova técnica de dessalinização que consegue lidar até mesmo com salmouras com altíssimo grau de salinidade.

A técnica, batizada de "extração por solvente com temperatura oscilante", é radicalmente diferente dos métodos convencionais porque é uma técnica baseada em absorver a água usando um solvente, não utilizando membranas e nem mudança de fase evaporativa.

"A descarga de líquido zero é a última fronteira da dessalinização," disse o professor Ngai Yip. "Evaporar e condensar a água é a prática atual desta técnica, mas consome muita energia e é proibitivamente caro. Conseguimos alcançá-la sem ferver a água - este é um grande avanço para dessalinizar as salmouras de salinidade ultra alta, o que demonstra como nossa técnica pode ser uma tecnologia transformadora para a indústria global da água."

Dissolvendo a água

O processo começa com a mistura de um solvente de baixa polaridade com a salmoura de alta salinidade. Em baixas temperaturas - a equipe usou 5 °C -, o solvente extrai a água da salmoura, mas não os sais, que estão presentes na salmoura na forma de íons.

Controlando a proporção entre solvente e salmoura, é possível extrair toda a água da salmoura para o solvente, o que resulta na precipitação dos sais. Depois que toda a água é "sugada" pelo solvente, os sais formam cristais sólidos e depositam-se no fundo, de onde podem ser facilmente peneirados.

Depois que os sais precipitados são separados, o solvente contendo a água é aquecido a 70 °C, quando a solubilidade do solvente cai e a água como que é "espremida", como se o solvente fosse uma esponja. A água pode então ser coletada e o solvente pode ser reutilizado em outro ciclo.

Limpar águas residuais

Usando uma salmoura simulada, preparada no laboratório com 292.500 partes por milhão de sólidos dissolvidos totais, a equipe conseguiu precipitar mais de 90% do sal na solução original. Além disso, o processo usa apenas cerca de um quarto da energia necessária para a evaporação da água - uma economia de energia de 75% em comparação com a evaporação térmica da salmoura.

Além de servir para fazer dessalinização de águas salgadas fora do litoral, a técnica também pode ser usada para outras salmouras de alta salinidade, incluindo a água de retorno (fraturamento hidráulico) e a produzida durante a extração de petróleo e gás, fluxos de resíduos de usinas elétricas movidas a vapor, descargas de instalações de carvão e aterros sanitários.

"Com o solvente certo e as condições de temperatura adequadas, podemos fornecer opções de gerenciamento de concentrado econômicas e ambientalmente sustentáveis para instalações de dessalinização do interior, utilizando água subterrânea salobra para aliviar o estresse hídrico atual e futuro," disse Yip.

Bibliografia:

Artigo: Zero Liquid Discharge of Ultrahigh Salinity Brines with Temperature Swing Solvent Extraction
Autores: Chanhee Boo, Ian H. Billinge, Xi Chen, Kinnari M. Shah, Ngai Yin Yip
Revista: Environmental Science & Technology
DOI: 10.1021/acs.est.0c02555





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