Tour à membrane à feuille plate 34

Les modules à membrane plate en carbure de silicium que nous concevons et produisons sont des unités de filtration modulaires et extensibles composées d'une coque en plastique renforcé de fibres de verre et de membranes céramiques plates.

Le module à membrane intègre des canaux de production d'eau en interne et peut résister à une pression élevée. Nos modules à membrane ont subi des simulations de mécanique des fluides CFD et des tests réels pour obtenir les meilleures performances des membranes céramiques à feuille plate. Chaque module à membrane standard contient 2 canaux de production d'eau, avec une capacité de production d'eau maximale allant jusqu'à 1200LMH (9m³/h). La coque et les composants ne contiennent aucun métal, ce qui permet de les utiliser dans les applications les plus difficiles tout en prolongeant leur durée de vie. De plus, il n'est pas nécessaire d'avoir des cadres environnants ou des raccords de tuyaux entre les modules à membrane.

La membrane plate en carbure de silicium est fabriquée en frittant de la poudre de carbure de silicium de haute pureté à haute température et constitue actuellement le matériau de membrane présentant la meilleure hydrophilie et la meilleure capacité anti-pollution.

● La surface de la membrane à charge négative élevée peut assurer une excellente résistance à la pollution sur une large gamme de pH ;

● Conditions de fonctionnement idéales - lorsque l'ajout de PAC rend le pH inférieur à 6, la surface de la membrane peut maintenir une charge négative de -25~-30 millivolts, ce qui rend difficile l'adhésion du carbone organique soluble et des particules d'exopolymères transparentes à la surface de la membrane ;

● Il est facile d’éliminer les substances chargées négativement dans l’eau de la surface de la membrane, telles que les bactéries, les algues, les MLSS, les particules d’exopolymères transparentes et les substances pétrolières.

★ Le matériau de base en carbure de silicium présente une bonne hydrophilie, une porosité plus élevée, une excellente capacité de récupération de nettoyage et ne craint pas la pollution par les huiles ;

★ Le fonctionnement à haut débit nécessite moins de surface de filtration et permet de réaliser des économies importantes ;

★Il a de bonnes performances anti-pollution, résiste aux fluctuations de l'arrivée d'eau et possède un flux de fonctionnement stable à long terme ;

★Il a une bonne stabilité chimique, une résistance aux acides et aux alcalis, une forte résistance aux oxydants, une résistance aux températures élevées, une résistance à la dissolution organique, une bonne lavabilité et une récupération facile du flux après le nettoyage ;

★ Convient à l'eau de mer et à d'autres applications difficiles sans aucun risque de corrosion ;

★ La modularité totale permet de modifier à tout moment le nombre de modules membranaires par tour membranaire afin d'optimiser les coûts du projet ou d'augmenter la capacité de traitement future ;

★ La conception la plus compacte - pas besoin de mettre en place des conduites de production d'eau indépendantes, le système membranaire est hautement intégré ;

★Coût d’investissement compétitif et excellent cycle de vie.

Bioréacteur à membrane

Prétraitement du dessalement de l'eau de mer

Purification de l'eau potable de haut niveau

Séparation solide-liquide de particules inorganiques

Concentration des boues

Filtration à double effet couplée au charbon actif en poudre (élimination des PFAS)

Avantages d'application de la technologie d'ultrafiltration par immersion avec membrane plate en carbure de silicium dans les eaux usées à haute turbidité dans l'industrie des semi-conducteurs :

1. Flux élevé, flux membranaire supérieur ou égal à 300LMH, faible coût d'investissement ;

2. Faible consommation d’énergie et faibles coûts d’exploitation et de maintenance ;

3. Taux de récupération élevé (jusqu'à supérieur ou égal à 95%), avec des membranes organiques allant de 75% à 85%.

Les centrales électriques sont l’un des secteurs industriels les plus gourmands en eau, et leur eau de refroidissement représente une part importante de la consommation totale d’eau des centrales électriques.

La quantité d'eau de refroidissement utilisée est affectée par de nombreux facteurs tels que le type d'unité, le type de carburant, le type de système de refroidissement, le climat, les conditions de la source d'eau, etc.

En règle générale, les centrales nucléaires consomment plus d'eau que les centrales thermiques, et ces dernières consomment plus d'eau que les autres types de centrales, à l'exception des centrales nucléaires. En outre, la quantité d'eau consommée par unité d'électricité produite par les sources d'énergie renouvelables (comme l'énergie solaire, le photovoltaïque, la géothermie, etc.) est bien inférieure à celle des sources d'énergie fossiles. Aujourd'hui, le climat de la planète se réchauffe et les sécheresses persistantes aggravent encore le problème des pénuries d'eau.

Outre la pénurie de ressources en eau, l’impact sur l’environnement aquatique constitue également un problème important auquel est confronté le processus de refroidissement des centrales électriques.

Le processus de refroidissement nécessite une grande quantité d’eau naturelle et le rejet d’eaux usées industrielles, ce qui affectera considérablement l’équilibre écologique du système hydrique.

Premièrement, les eaux de refroidissement rejetées provoqueront une pollution thermique des plans d’eau et auront un impact négatif grave sur la diversité biologique des plans d’eau. PJJ PRINCE et d’autres ont signalé qu’une centrale électrique côtière en Inde qui utilisait un refroidissement à passage unique a rejeté les eaux usées de refroidissement dans une rivière. La densité de population de phytoplancton et de zooplancton dans la rivière a chuté respectivement de 64 % et 93 %, et la reproduction des poissons a également été perturbée.

Deuxièmement, diverses installations du système de refroidissement de l'eau peuvent causer des dommages mécaniques aux organismes aquatiques. P. LEE et al. ont constaté que la quantité de fragments de zooplancton à la sortie de l'eau de refroidissement d'une centrale nucléaire était bien plus élevée qu'à l'entrée de l'eau, ce qui indique que le zooplancton présent dans l'eau était physiquement endommagé lors de son passage à travers la sortie du tuyau d'eau de refroidissement.

Troisièmement, les produits chimiques utilisés pour traiter l’eau de refroidissement peuvent également polluer l’environnement. S. CAHYANINGSIH et al. ont comparé les changements de la qualité de l’eau avant et après qu’une certaine zone maritime ait reçu un drainage de refroidissement d’une centrale électrique. Les résultats ont montré que le chlore résiduel dans le drainage a un impact continu sur la vie marine. Il est recommandé d’ajouter des indicateurs de biodiversité marine et d’impact quantitatif à la surveillance future de la qualité de l’eau.

L'efficacité de fonctionnement du système d'eau de refroidissement sera affectée par de nombreux facteurs. La manière d'améliorer efficacement l'efficacité de fonctionnement du système d'eau de refroidissement a toujours été au centre des préoccupations des milieux universitaires et industriels. L'entartrage à l'intérieur du tuyau du condenseur augmentera la résistance à l'écoulement de l'eau et réduira la pression de l'eau de sortie, augmentant ainsi la consommation d'énergie de la pompe à eau et réduisant le coefficient de transfert de chaleur, ce qui entraînera finalement une réduction de la puissance de sortie et de l'efficacité thermique de l'unité.

Selon une étude sur le système de refroidissement par eau de mer des centrales nucléaires, lorsque le coefficient d'encrassement des canalisations est passé de {{0}}.000 15 m2·K/W à 0.000 35 m2·K/W, la puissance de sortie de l'unité et le rendement thermique ont diminué respectivement de 1,36 % et de 0,448 %. Enfin, la perte de puissance du système causée est aussi élevée que 13 319.93 kW.

Les micro-organismes présents dans le système se multiplient et s’accumulent à la surface des canalisations et des équipements pour former des boues biologiques, ce qui augmente la résistance thermique et réduit la fiabilité opérationnelle de l’unité.

Par conséquent, un traitement raisonnable de l'eau de refroidissement et un contrôle efficace de la qualité de l'eau sont essentiels pour assurer le fonctionnement normal du système de refroidissement. Des tests de simulation sont généralement effectués pour étudier le dosage optimal et la méthode de dosage des produits chimiques de traitement de l'eau (inhibiteurs de tartre et de corrosion, bactéricides, etc.) pour guider les opérations industrielles réelles.

Avec la pénurie croissante de ressources en eau douce et les réglementations et politiques environnementales de plus en plus strictes, les ressources en eau deviendront sans aucun doute l’un des facteurs importants limitant l’exploitation et le développement des centrales électriques.

Les sources d'eau les plus couramment utilisées pour le refroidissement proviennent des eaux douces de surface et des eaux souterraines. Cependant, dans certaines régions où les ressources en eau douce sont rares, les sociétés de production d'électricité doivent rechercher des sources d'eau alternatives, à savoir des sources d'eau non traditionnelles. Le choix et l'utilisation de sources d'eau non traditionnelles doivent tenir compte des indicateurs de qualité de l'eau, de la technologie de traitement de l'eau, des coûts d'utilisation de l'eau, du rejet des eaux usées et des politiques et réglementations pertinentes. Les sources d'eau non traditionnelles les plus courantes sont l'eau recyclée et l'eau de mer.

Eau recyclée

Le développement et les progrès de la technologie de traitement des eaux usées ont permis à l’industrie électrique de réutiliser l’eau plusieurs fois, ce qui est d’une grande importance pour réduire le prélèvement d’eau douce et atténuer la pénurie d’eau.

Les eaux usées urbaines (également appelées eaux usées municipales) et industrielles peuvent être réutilisées comme sources d'eau de refroidissement supplémentaires après un traitement approprié. Les statistiques publiées par l'Energy Information Administration des États-Unis montrent qu'entre 2008 et 2014, il y a eu un énorme changement dans l'approvisionnement en eau de refroidissement des sociétés de production d'électricité aux États-Unis. 8,4 GW des unités de capacité installée ont utilisé entièrement de l'eau recyclée, 6,4 GW des unités de capacité installée ont utilisé partiellement de l'eau recyclée et 13,4 GW de capacité raccordée au réseau ont été fournis par des centrales électriques utilisant de l'eau recyclée comme complément d'eau de refroidissement.

En Chine, le gouvernement a promulgué la politique des « trois lignes rouges » pour la gestion des ressources en eau. Ce système strict de gestion des ressources en eau a incité les sociétés de production d'électricité à accélérer la construction d'industries économes en eau.

Xinxin ZHANG et al. ont mené une enquête sur 621 centrales électriques au charbon en Chine et ont découvert que 70 % de l'eau de refroidissement provenait des eaux de surface, 17 % de l'eau recyclée et 13 % des eaux souterraines, ce qui indique que l'utilisation de l'eau recyclée a dépassé les eaux souterraines et est devenue la deuxième plus grande source d'eau du système de refroidissement pour les centrales électriques chinoises.

Les stations d'épuration des eaux usées utilisent généralement un traitement secondaire et leurs effluents contiennent encore une concentration assez élevée d'azote ammoniacal, de sels inorganiques et de matières organiques, ce qui ne permet pas de répondre aux exigences de qualité de l'eau des systèmes de refroidissement. Par conséquent, afin de répondre aux normes de qualité de l'eau de refroidissement, l'eau recyclée doit être traitée en profondeur.

Les bioréacteurs à membrane (MBR) et les biofiltres immergés sont généralement utilisés pour éliminer les carbonates, l’azote ammoniacal et les solides en suspension dans l’eau.

A. FOGLIA et al. recommandent l'utilisation de couvertures de boues anaérobies à flux ascendant pour le traitement biologique des eaux recyclées et de bioréacteurs à membrane anaérobie pour le traitement tertiaire.

S. PAN et al. ont rapporté qu’une usine de gaz naturel utilisait des filtres à disques hydrauliques pour purifier en profondeur les eaux usées, qui étaient ensuite utilisées comme eau supplémentaire pour la tour de refroidissement.

Il convient de noter que dans certains cas, il est difficile d'assurer un approvisionnement suffisant et stable en eau recyclée. Par conséquent, l'eau non traditionnelle peut être considérée comme un complément à l'eau douce et des installations telles que des canalisations parallèles et des réservoirs de stockage d'eau recyclée peuvent être mises en place.

Eau de mer

Ces dernières années, la technologie de refroidissement par circulation d'eau de mer a suscité de plus en plus d'intérêt. La teneur totale en solides dissous dans l'eau de mer peut atteindre 55 mg/l. Par conséquent, afin de garantir le fonctionnement sûr et stable du système, le taux de circulation de l'eau de mer est généralement contrôlé en dessous de 2 mg/l.

Après le dessalement, le taux de concentration de l'eau de mer peut être considérablement augmenté, mais l'utilisation du refroidissement par eau de mer nécessite toujours une attention particulière à la corrosion du système et au risque de fuite des canalisations.

Le procédé de dessalement repose généralement sur deux principes : le dessalement par chauffage et le dessalement par membrane. Le procédé de dessalement par chauffage consomme beaucoup d'énergie et coûte cher à l'exploitation. Il n'est pas encore largement utilisé dans le dessalement de l'eau de mer pour produire de l'eau de refroidissement.

Avec le développement de la technologie des matériaux, de nouveaux matériaux membranaires ont montré d'excellentes performances en termes de perméabilité à l'eau et de séparation des ions, ce qui est très efficace pour améliorer l'efficacité du dessalement et réduire les coûts techniques. L'utilisation d'énergies renouvelables et d'énergie thermique résiduelle telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie géothermique, etc., complétée par des installations de stockage d'énergie appropriées, peut réduire le coût des processus de dessalement et augmenter les possibilités d'application industrielle du dessalement de l'eau de mer.

MMK KHOSHGOFTAR et al. ont ajouté des panneaux solaires et des systèmes de dessalement aux centrales électriques. Après la transformation, 33 kg/s d'eau de mer dessalée peuvent être produits, qui peuvent être utilisés comme réapprovisionnement en eau de refroidissement. Les eaux usées de dessalement contiennent de fortes concentrations de sel et doivent être éliminées correctement pour réduire l'impact sur l'environnement.

En raison de leur composition complexe, les sources d'eau non traditionnelles doivent être correctement traitées avant utilisation. En général, l'eau recyclée et l'eau de mer avec un degré de traitement plus élevé doivent être utilisées comme eau supplémentaire pour le processus de circulation, tandis que celles avec un degré de traitement inférieur doivent être utilisées comme eau supplémentaire pour le processus de courant continu.

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