La revista Power Magazine reconoció a Dominion Energy y a su central eléctrica de Surry con el premio 2023 Water Award por su proyecto de recuperación de concentrado por ósmosis inversa, que permitió a la empresa cumplir y superar su objetivo de ahorrar 21 millones de galones de agua en un período de 5 años.
Dominion Energy siempre está buscando soluciones innovadoras para ayudarles a alcanzar y superar sus objetivos de gestión medioambiental. La generación de energía es una operación que requiere mucha agua, ya sea a partir de carbón, gas o energía nuclear, y encontrar nuevas formas de reducir la demanda de agua en toda su flota es una alta prioridad para sus empleados y socios.
La planta nuclear Dominion Surry no es diferente, y la gestión y optimización del agua están en la mente de todos. El equipo de operaciones de Surry se puso en contacto con Veolia Investigar qué se podría hacer para reducir el consumo de agua de alimentación asociado con el sistema de agua desmineralizada subcontratada. A través de escenarios de prueba y pruebas piloto, se demostró que el consumo de agua podría reducirse significativamente.
El concentrado de ósmosis inversa se identificó como el área objetivo para reducir el consumo de agua dulce.
La ósmosis inversa es una tecnología basada en membranas que se utiliza como un desmineralizador preliminar y elimina hasta el 98 % de los sólidos disueltos totales. Es un proceso continuo que divide una fuente de agua de alimentación en dos flujos de efluentes: un flujo de agua purificada llamado "permeado" y un flujo de residuos llamado "concentrado" que contiene los sólidos disueltos rechazados. La operación de ósmosis inversa se describe en términos de porcentaje de recuperación, es decir, el porcentaje del agua de alimentación recuperada como permeado. Los sistemas de ósmosis inversa generalmente funcionan en el rango de recuperación del 55 al 75 %, lo que significa que entre el 25 y el 45 % del flujo de agua de alimentación se convierte en flujo de residuos. La solución al desafío de la planta fue maximizar el porcentaje de recuperación y, por lo tanto, reducir el volumen de agua de alimentación requerida para una determinada producción de permeado.
Se tienen en cuenta varios factores al establecer un porcentaje de recuperación ideal para un sistema de RO, incluida la calidad deseada del permeado, el potencial de incrustación del agua de alimentación y la concentración esperada de sales escasamente solubles en el flujo de residuos.
Históricamente, la tasa de recuperación del sistema de ósmosis inversa de pretratamiento de Surry se estableció para garantizar un funcionamiento confiable de las membranas sin requerir el uso de productos químicos antiincrustantes. Esta agua de alimentación en particular contiene altos niveles de sílice, un contaminante que puede causar incrustaciones graves en la membrana y puede inhibir la funcionalidad si alcanza concentraciones lo suficientemente altas (Figura 1). Aumentar la recuperación de ósmosis inversa a un nivel más alto, como se sugirió, requeriría el uso de un antiincrustante específico para evitar la precipitación de sílice en la parte trasera del sistema de RO. La planta solicitó que Veolia proporcionara un sistema temporal de "prueba de concepto" para evaluar el aumento en el porcentaje de recuperación general del sistema. Esto se logró mediante la instalación de una plataforma de ósmosis inversa pequeña y separada para procesar directamente el concentrado del sistema de RO principal. Durante este período de prueba, el permeado de la ósmosis inversa de recuperación se recicló nuevamente a la entrada del sistema de RO principal.
Resultado
A lo largo del período de prueba, se recopilaron datos sobre el nuevo flujo de residuos concentrados y sobre el permeado producido por la ósmosis inversa de recuperación (Figura 2). Se monitorearon los parámetros operativos de la ósmosis inversa de recuperación para determinar la viabilidad a largo plazo del nuevo proceso.
La prueba demostró que, con la adición adecuada de antiincrustante, aproximadamente la mitad del flujo de residuos concentrados podría tratarse hasta obtener una calidad aceptable para su reutilización, sin que el sistema sufriera la incrustación por la sílice precipitada.
Con base en los resultados, resultaron viables dos opciones a largo plazo. Primero, fue la adición permanente de una ósmosis inversa de recuperación separada. La segunda fue una modificación menor del sistema de ósmosis inversa existente para lograr la misma recuperación neta del sistema con el uso de un antiincrustante especial.
La recuperación del concentrado de ósmosis inversa desperdiciado representó una reducción de ~13.9 MMUSG por año de consumo de agua dulce. Esto representó una reducción de dos dígitos en la demanda de agua, superando el objetivo establecido inicialmente para el proyecto. ¡Esto equivale a la cantidad de agua utilizada por más de 126 hogares estadounidenses anualmente, o suficiente agua para llenar tres estadios de fútbol hasta el poste de la portería de 10 pies!