PESA: O Guardião Verde na Área de Tratamento de Água

 I. Introdução

No atual contexto de proteção dos recursos hídricos e de desenvolvimento industrial sustentável, as tecnologias de tratamento de água são de extrema importância. Ácido poliepoxisuccínico (PESA), como um produto químico verde e multifuncional, demonstra excelente desempenho na área de tratamento de água, fornecendo soluções inovadoras para diversos desafios de tratamento de água.

 II. Aplicações do PESA no Sistema Circulante de Água de Resfriamento

 (I) Inibição de escala de alta eficiência

1.O problema do dimensionamento

Durante a operação de longo prazo do sistema de água de resfriamento circulante, devido à evaporação da água, as concentrações de íons de cálcio e magnésio dissolvidos na água aumentam, tornando extremamente provável a formação de incrustações como carbonato de cálcio e sulfato de cálcio. Estas incrustações aderem às superfícies de tubos e trocadores de calor, reduzindo a eficiência da transferência de calor e aumentando o consumo de energia. Por exemplo, no sistema de circulação de água de refrigeração de uma central térmica, devido a incrustações severas, a eficiência de transferência de calor do permutador de calor diminuiu 20%, resultando num aumento significativo no consumo de carvão todos os meses.

2.O Mecanismo da PESA

A carboxila e outros grupos ativos na molécula PESA podem quelar com íons cálcio e magnésio para formar complexos solúveis estáveis. Esses complexos ficam dispersos na água, evitando que íons de cálcio e magnésio formem cristais de incrustações e se depositem na superfície do equipamento. Ao mesmo tempo, o PESA pode adsorver na superfície das partículas formadas em pequena escala, inibindo o seu crescimento e agregação adicionais.

3. Resultados Práticos

Depois de adicionar PESA ao sistema de circulação de água de resfriamento desta usina termelétrica, a quantidade de incrustações nas tubulações e nos trocadores de calor diminuiu significativamente. Após um período de operação, a eficiência da transferência de calor recuperou e aumentou cerca de 15%, e o consumo de carvão foi reduzido em cerca de 10% ao mês, reduzindo efetivamente o custo de energia.

 (II) Inibição e Proteção contra Corrosão

1.A ameaça da corrosão

A água de resfriamento circulante geralmente contém substâncias corrosivas, como oxigênio dissolvido e íons cloreto, que podem corroer tubos e equipamentos metálicos, encurtando a vida útil do equipamento e até causando acidentes de segurança, como vazamentos. Por exemplo, as tubulações de água de resfriamento circulantes de uma empresa química frequentemente perfuravam devido à corrosão, e uma grande quantidade de fundos era gasta em manutenção e substituição todos os anos.

2.O Princípio de Inibição de Corrosão da PESA

PESA pode formar um filme denso de adsorção na superfície do metal. Por um lado, este filme pode isolar o metal do meio corrosivo, reduzindo a erosão do oxigênio dissolvido e dos íons cloreto no metal. Por outro lado, os grupos activos na molécula PESA podem reagir quimicamente com o metal para formar ligações químicas, aumentando a estabilidade da película protectora.

3. Conquistas de aplicativos

Depois de adicionar PESA à água de resfriamento circulante desta empresa química, a taxa de corrosão dos tubos diminuiu significativamente. As tubulações que originalmente precisavam ser substituídas todos os anos agora têm uma vida útil estendida para 3 a 5 anos, reduzindo significativamente os custos de manutenção e substituição de equipamentos e garantindo a continuidade da produção.

 III. Aplicações de PESA no tratamento de água de caldeiras

 (I) Prevenção da formação de incrustações

1. Os perigos da incrustação da caldeira

Em uma caldeira, os íons de cálcio e magnésio têm maior probabilidade de formar incrustações duras sob condições de alta temperatura e alta pressão. A incrustação da caldeira não só reduz a eficiência térmica e aumenta o consumo de combustível, mas também pode causar superaquecimento local, levando a graves acidentes de segurança, como explosões de tubos. Segundo as estatísticas, o desperdício de energia causado pela incrustação da caldeira pode atingir 10% - 30%.

2.A Escala – Eficácia de Inibição da PESA

Na água da caldeira, o PESA pode ligar-se firmemente aos íons de cálcio e magnésio para formar quelatos estáveis e solúveis, evitando que os íons de cálcio e magnésio formem incrustações na parede interna da caldeira. Ao mesmo tempo, o PESA pode alterar a morfologia do crescimento dos cristais de incrustações, tornando-os soltos e dispersos, e com menor probabilidade de aderirem à superfície da caldeira.

3.Análise de Caso

A caldeira a vapor de uma fábrica têxtil exigia múltiplas limpezas químicas todos os anos devido à incrustação, o que não só afetava a produção, mas também causava alguns danos à caldeira. Depois de usar o PESA como agente de tratamento de água de caldeira, a quantidade de incrustações geradas na caldeira foi bastante reduzida. O número de limpezas químicas diminuiu de 4 a 5 vezes por ano para 1 a 2 vezes por ano, prolongando a vida útil da caldeira e reduzindo os custos operacionais.

 (II) Otimizando a Qualidade da Água

1.O Impacto da Qualidade da Água nas Caldeiras

Impurezas e íons metálicos na água da caldeira podem afetar a qualidade do vapor, resultando em problemas como vapor transportando água e deposição de impurezas, que por sua vez afetam o processo de produção e a qualidade do produto. Por exemplo, na indústria de processamento de alimentos, o vapor de baixa qualidade pode contaminar os alimentos, causando problemas de segurança alimentar.

2.O papel da PESA na otimização da qualidade da água

O PESA pode quelar íons metálicos como ferro e cobre na água, reduzindo seu conteúdo e minimizando o impacto desses íons metálicos na qualidade do vapor. Ao mesmo tempo, o efeito dispersante do PESA pode manter as impurezas suspensas na água em estado disperso, evitando que se depositem no interior da caldeira, melhorando assim a qualidade da água e garantindo a pureza do vapor.

3. Efeitos práticos de aplicação

Depois que uma fábrica de alimentos adotou o plano de tratamento de água de caldeira com a PESA, a qualidade do vapor melhorou significativamente. O teor de impurezas no vapor diminuiu mais de 80%, a qualidade dos alimentos produzidos tornou-se mais estável e a taxa de defeitos diminuiu significativamente, melhorando os benefícios económicos da empresa.

 4. Aplicações do PESA no Tratamento de Esgoto

 (I) Remoção de íons de metais pesados

1.O problema da poluição por metais pesados

O esgoto industrial geralmente contém íons de metais pesados, como chumbo, mercúrio, cádmio e cromo. Esses íons de metais pesados são altamente tóxicos e representam uma grande ameaça ao meio ambiente e à saúde humana. Se forem descartados diretamente, sem tratamento eficaz, poluirão o solo e as fontes de água, ameaçando o equilíbrio ecológico.

2.O Mecanismo de Remoção da PESA

PESA pode formar complexos estáveis com íons de metais pesados. Esses complexos têm uma solubilidade relativamente baixa e, ajustando o valor do pH e outros métodos, os íons de metais pesados podem precipitar do esgoto. Ao mesmo tempo, o PESA também pode adsorver alguns íons de metais pesados em sua superfície através do efeito de adsorção, melhorando ainda mais a eficiência de remoção.

3. Conquistas de tratamento

Depois de tratar o esgoto contendo metais pesados de uma fábrica de galvanoplastia com PESA, a taxa de remoção de íons de metais pesados, como chumbo e mercúrio, atingiu mais de 95%. O esgoto tratado atendeu aos padrões nacionais de descarte, reduzindo efetivamente a poluição por metais pesados ao meio ambiente.

 (II) Redução de Lodo

1.O dilema do tratamento de lamas

Uma grande quantidade de lodo é gerada durante o processo tradicional de tratamento de esgoto. O tratamento e a eliminação deste lodo são dispendiosos e propensos a causar poluição secundária. Como reduzir efetivamente a produção de lodo é um foco de pesquisa na área de tratamento de esgoto.

2.O Lodo – Papel de Redução da PESA

O PESA pode alterar as vias metabólicas dos microrganismos, inibir o crescimento e a reprodução dos microrganismos, reduzindo assim a quantidade de lodo produzido. Ao mesmo tempo, a PESA pode melhorar a eficiência da decomposição da matéria orgânica nos esgotos, convertendo mais matéria orgânica em dióxido de carbono e água, reduzindo ainda mais a produção de lamas.

3. Exemplo de aplicação

Após adicionar o PESA à etapa de tratamento bioquímico de uma estação de tratamento de esgoto urbano, a produção de lodo diminuiu de 30% a 40%, reduzindo o custo do tratamento de lodo e aliviando a pressão sobre o meio ambiente.

 V. Conclusão

O ácido poliepoxisuccínico (PESA), com seu excelente desempenho em sistemas de circulação de água de resfriamento, tratamento de água de caldeiras e tratamento de esgoto, tornou-se uma solução verde indispensável na área de tratamento de água. Com a melhoria contínua dos padrões de protecção ambiental, espera-se que o PESA seja aplicado em mais cenários de tratamento de água, dando maiores contribuições para a protecção e utilização sustentável dos recursos hídricos.