L'adoucissement comme étape de prétraitement
Une voie documentée consiste à diriger la purge de tour vers une installation d'adoucissement afin de la mélanger à l'eau brute, puis de la traiter. Dans le rapport OSTI, toute la purge de tour de deux usines a été recyclée vers une installation d'adoucissement de l'eau d'appoint, où elle a été mélangée à l'eau brute et le mélange a été adouci à la chaux-soude [S1]. Le même rapport décrit une installation distincte d'une unité d'adoucissement de 1000 Gpm pour l'eau chaude de purge de tour, indiquant que le flux de purge est envoyé dans une ligne d'adoucissement dédiée plutôt que dans un adoucisseur combiné [S1].
L'objectif de l'adoucissement de la purge avant l'osmose inverse est de réduire la charge en calcium qui entartrerait autrement les membranes. Le rapport OSTI indique qu'une eau chaude de purge de tour à 100 % (450 ppm Ca en CaCO3) a été adoucie jusqu'à 50 ppm à température ambiante lors d'une évaluation en laboratoire [S1]. Le maximum antérieur de 300 ppm de calcium en CaCO3 dans l'eau de tour était la seule valeur maximale ferme établie durant ce programme d'essais [S1]. Des coupons d'essai de corrosion ont été installés dans le plus grand système d'eau de tour de refroidissement afin d'évaluer toute variation des taux de corrosion lorsque la purge adoucie était renvoyée dans la boucle [S1]. Ces chiffres sont rapportés comme observations de projet, et non comme une spécification universelle pour chaque site [S1].
Récupération de la purge par membranes
Une deuxième approche documentée combine un adoucissement partiel avec un réseau de récupération de purge (BDR) à base de membranes. Le NREL décrit un système BDR fourni par Aqualogix comme une modernisation sur mesure d'un BDR sur un système d'adoucissement partiel de l'eau (PWS) existant, avec un réseau membranaire installé sur la boucle de tour [S2]. La configuration BDR comprenait un réservoir tampon, une vanne de purge secondaire, et une vanne de purge existante mise hors service, afin que le côté récupération du système puisse intercepter le flux concentré avant son envoi à l'égout [S2].
L'évaluation visait à tester l'affirmation du fabricant selon laquelle cette technologie de système BDR réduira la purge (le rinçage de l'eau de tour de refroidissement à fortes concentrations de minéraux) de plus de 45 %, réduira la consommation d'eau de plus de 15 %, et offrira un retour sur investissement en moins de 5 ans [S2]. L'extrait note que l'eau d'appoint est introduite pour diluer les solides et les produits chimiques restants et pour remplacer l'eau perdue par purge et évaporation, ce qui décrit le rôle de l'eau d'appoint dans le contexte du système [S2]. L'extrait ne fournit pas les chiffres complets de perméat ou de récupération, de sorte qu'un pourcentage universel de récupération pour l'osmose inverse sur la purge de tour de refroidissement n'est pas établi par ces éléments de preuve [S2].
Contexte de planification connexe
L'étude de planification indonésienne pose le défi comme le traitement de l'eau de purge de tour de refroidissement et de l'eau de rejet des systèmes d'osmose inverse afin que le flux combiné puisse être renvoyé comme eau d'appoint de tour de refroidissement, dans le but de concevoir un système de recyclage de l'eau traitant la purge et l'eau de rejet d'osmose inverse dans une usine de non-tissé à Sidoarjo [S3].
Cascade au sein de l'usine
Le rapport OSTI décrit la cascade de la purge de tour vers le système K-31 pour être utilisée comme eau d'incendie ou pour être purgée vers le système K-29, ce qui constitue une décision d'agencement plutôt qu'une décision de chimie [S1]. Le rapport note également que l'exigence de purge de tour a été mise en cascade vers le système K-31 pour être utilisée comme eau d'incendie ou pour être purgée vers le système K-29 [S1].
Facteurs de décision d'ingénierie étayés par les extraits
- Maîtrise de la dureté en amont des membranes. L'adoucissement de la purge avant l'osmose inverse est documenté, avec 450 ppm Ca en CaCO3 adoucis jusqu'à 50 ppm à température ambiante lors d'un essai en laboratoire [S1].
- Mélange avec l'eau brute. La purge a été mélangée à l'eau brute et le mélange a été adouci à la chaux-soude, ce qui suggère une ligne combinée plutôt qu'un adoucisseur de purge autonome [S1].
- Intégration avec l'adoucissement partiel. Le réseau BDR a été installé comme modernisation sur mesure sur un système d'adoucissement partiel de l'eau existant, la vanne de purge existante n'étant pas en service [S2].
- Objectifs de performance revendiqués par le fabricant, sous essai. L'évaluation BDR visait les affirmations du fabricant d'une réduction de purge de plus de 45 %, d'une réduction de la consommation d'eau de plus de 15 %, et d'un retour sur investissement en moins de 5 ans [S2].
- Cascade au sein de l'usine. Le rapport OSTI décrit la cascade de la purge de tour vers un autre système pour être utilisée comme eau d'incendie ou pour être purgée davantage, ce qui constitue une décision d'agencement plutôt qu'une décision de chimie [S1].
Questions de conception clés laissées ouvertes par ces éléments de preuve
- Quel est le profil site-spécifique en calcium, silice et alcalinité de la purge qui alimenterait l'unité d'osmose inverse ?
- L'adoucisseur est-il dimensionné pour le débit mélangé eau brute plus purge, ou pour un flux latéral chaud à 100 % de purge [S1] ?
- Quelle configuration de réseau BDR ou d'osmose inverse a été démontrée pour la chimie réelle de l'eau de refroidissement des centres de données, sachant que l'évaluation BDR référencée testait les affirmations du fabricant plutôt que de rapporter des performances de terrain vérifiées [S2] ?
