Publication
Estudo da dessalinização de água do mar para obtenção de água para consumo humano
| authorProfile.email | biblioteca@isel.pt | |
| dc.contributor.advisor | Santos, Maria Teresa Loureiro dos | |
| dc.contributor.advisor | Trindade, Teodoro José Pereira | |
| dc.contributor.author | Almeida, Margarida Furtado de | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-07T14:18:47Z | |
| dc.date.available | 2025-03-07T14:18:47Z | |
| dc.date.issued | 2024-12 | |
| dc.description | Trabalho de projeto para obtenção do grau de Mestre em Engenharia da Qualidade e Ambiente | |
| dc.description.abstract | A escassez de água potável impulsionou a dessalinização, especialmente por osmose inversa. Contudo, o seu desempenho é sensível a diversas variáveis operacionais, especialmente quando se utiliza água do mar. Isso impulsionou este estudo a explorar a influência das condições operacionais sobre a performance de dois sistemas de dessalinização por osmose inversa, visando otimizar a eficiência do processo. Foram realizadas simulações em MATLAB sob condições típicas e extremas à escala laboratorial e industrial com membranas planas e em espiral, respetivamente. Na escala laboratorial, investigou-se a influência da temperatura da água (15-45ºC) nas propriedades da solução e da membrana no fluxo transmembranar. Cada aumento de 5°C na temperatura da água diminui a taxa de recuperação em 0,0067%. A influência da velocidade de escoamento (4-7 cm/s) e concentração molar dos sais (0,05-3,5 mol/L) no coeficiente de transferência de massa, pressão a aplicar e polarização da membrana também foi analisada. Os resultados indicaram que velocidades menores tiveram maior impacte, especialmente a menores temperaturas. A concentração dos sais influenciou apenas a pressão, especialmente a menores concentrações e maior temperatura, aumentando cerca de 12% quando se aumentou 3 mol/L. Na escala industrial, explorou-se o impacto das propriedades da membrana e parâmetros operacionais, ao longo do módulo de membrana e dos estágios do processo. O sistema operou de forma menos eficiente nos elementos de membrana e estágios finais, especialmente a temperaturas mais altas. Observou-se ainda que, concentrações de sais e caudais de alimentação menores beneficiam a taxa de recuperação de água e a eficiência do sistema. Por último, investigou-se o impacte da pressão (50-75 bar) e concentração de sais no consumo energético do processo. Verificou-se que, altas concentrações de sais e pressões, aumentaram o consumo energético entre 9 e 12%, tornando o processo mais exigente em cenários de alta salinidade. | por |
| dc.description.abstract | Abstract The scarcity of drinking water has boosted desalination, especially by reverse osmosis. However, its performance is sensitive to several operational variables, especially when seawater is used. This prompted this study to explore the influence of operating conditions on the performance of two reverse osmosis desalination systems, with a view to optimising the efficiency of the process. Simulations were carried out in MATLAB under typical and extreme conditions on a laboratory and industrial scale with flat and spiral membranes, respectively. On a laboratory scale, the influence of water temperature (15-45ºC) on the properties of the solution and the membrane on transmembrane flux was investigated. Each 5ºC increase in water temperature decreased the recovery rate by 0,0067%. The influence of flow velocity (4-7 cm/s) and molar salt concentration (0,05-3,5 mol/L) on the mass transfer coefficient, pressure to apply and membrane polarisation was also analysed. The results indicated that lower speeds had a greater impact, especially at lower temperatures. Salt concentration only influenced pressure, especially at lower concentrations and higher temperatures, increasing by around 12% when 3 mol/L was increased. On an industrial scale, the impact of membrane properties and operating parameters was explored throughout the membrane module and process stages. The system operated less efficiently in the membrane elements and final stages, especially at higher temperatures. It was also observed that lower salt concentrations and feed flow rates benefit the water recovery rate and system efficiency. Finally, the impact of pressure (50-75 bar) and salt concentration on the energy consumption of the process was investigated. It was found that high salt concentrations and pressures increased energy consumption by between 9 and 12%, making the process more demanding in high salinity scenarios. | eng |
| dc.identifier.tid | 203806000 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.21/21646 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.peerreviewed | yes | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Dessalinização | |
| dc.subject | Osmose inversa | |
| dc.subject | Modelação matemática | |
| dc.subject | Salmoura | |
| dc.subject | MATLAB | |
| dc.subject | Desalination | |
| dc.subject | Reverse osmosis | |
| dc.subject | Mathematical modeling | |
| dc.subject | Brine | |
| dc.title | Estudo da dessalinização de água do mar para obtenção de água para consumo humano | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.citation.endPage | 218 | |
| oaire.citation.startPage | 1 | |
| oaire.version | http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43 |