PROTON®: O software de anti-incrustante para membranas

PROTON®: O software de anti-incrustante para membranas mais poderoso do mundo

Por que o novo software de anti-incrustante da AWC recebeu o nome de PROTON®?

A protonação é a aceitação de prótons ácidos da solução circundante, enquanto a desprotonação é a doação de prótons ácidos para a solução circundante. O nome PROTON® foi selecionado porque todos os cálculos no software, seja para saturação da incrustação, ou para rejeição de sal, são baseados na protonação e desprotonação de ácidos fracos, bases e complexos iônicos no processo de Osmose Reversa / Nanofiltração (OR / NF).

Como o PROTON® pode me ajudar com o design do sistema?

OPROTON® permite ao usuário comparar a pressão de alimentação necessária e a qualidade da água do permeado para várias membranas sob condições idênticas. Uma vez que o projeto é selecionado, o usuário pode simplesmente selecionar um tipo de membrana diferente e pode ver instantaneamente o impacto na pressão, qualidade da água e potencial de incrustação. O usuário pode ver os impactos em tempo real das mudanças no pH, temperatura ou recuperação na pressão, fluxo e qualidade do permeado.

O PROTON® calcula com precisão a rejeição de boro com pH variável, levando em consideração a temperatura e a força iônica, e diferenciando a rejeição por nanofiltração, salobra e membranas de água do mar. Outras rejeições de contaminantes que são calculadas incluem ferro, manganês, alumínio, amônia, nitrato, nitrito, sulfetos. É também o único software disponível atualmente que prevê a rejeição de arsênio com pH, temperatura e força iônica variáveis. O PROTON® fornece ainda cálculos que ajudam no projeto de coagulação pré-tratamento e desgaseificação pós-tratamento (veja abaixo: Especiação Química).

O que torna o PROTON® diferente de outros softwares anti-incrustantes?

A maioria dos softwares anti-incrustante de osmose reversa e nanofiltração assume 100% de rejeição de sal. Os poucos que permitem a entrada da rejeição do sal na membrana aplicam-no como um fator, ignorando completamente o fato de que a passagem do sal é uma função do fluxo da membrana.

PROTON® é o primeiro software anti-incrustante que pode projetar um sistema de nanofiltração ou osmose reversa, e é responsável pelas propriedades da membrana e taxas de fluxo nos vários estágios de um sistema. O usuário tem a opção de usar o projeto do sistema fornecido pelo PROTON® ou sobrescrevê-lo com a matriz do fabricante da membrana e taxas de fluxo por estágio. O software também calcula o fator de polarização da concentração, fornecendo ao usuário as dosagens de inibidor de escala mais precisas e ideais necessárias para sistemas híbridos NF, OR ou NF / OR. O recurso de hibridização permite que o usuário insira qualquer combinação de membranas no mesmo estágio.PROTON® também é o único software de projeção anti-incrustante capaz de modelar a tecnologia de Osmose Reversa em Circuito Fechado (CCRO) da Desalitech. CCRO é uma tecnologia única que desacopla recuperação, fluxo e fluxo cruzado para permitir a operação em recuperações muito além das alcançáveis com OR convencional.

O PROTON® calcula o potencial de incrustação para mais de 50 diferentes compostos que podem se formar em sistemas de membrana OR / NF. Muitos programas de software anti-incrustante de OR usam fórmulas prontas que falham ou fornecem leituras errôneas fora de um determinado pH ou faixa de TSD. No entanto, os cálculos de anti-incrustantes do Proton não são baseados em fórmulas, mas sim em dados termodinâmicos adquiridos de artigos de pesquisa científica revisados por especialistas. Temperatura, atividade iônica e complexos iônicos são considerados em cada cálculo. O software é responsável por mais de 130 complexos iônicos, permitindo a modelagem precisa para a reutilização de águas residuais industriais complexas ou água do mar em toda a faixa operacional de OR de 1 a 11. As saturações de escala calculadas pelo PROTON® são, portanto, as mais precisas e confiáveis na indústria com todas as reações testadas em um ambiente controlado e reconciliado em aplicativos do mundo real.

PROTON® também introduziu cinco novos índices poderosos:

1. Índice de Nucleação de Carbonato de Cálcio (CCNI): O CCNI é um índice de carbonato de cálcio responsável pelo pH, temperatura, atividade iônica e formação de complexo iônico. Em sistemas de osmose reversa e nanofiltração, qualquer quantidade de incrustação de carbonato de cálcio afetará o desempenho. O Índice de Saturação Langelier comumente usado (LSI) é limitado porque não leva em consideração a formação do complexo de íons e apenas estima a atividade iônica aplicando um “fator de correção” com base no TDS. Em TDS mais alto, o índice Stiff & Davis é frequentemente usado, mas é muito pouco confiável quando usado para aplicações que não sejam de água do mar. O Potencial de precipitação de carbonato de cálcio (CCPP) calcula a quantidade real de incrustação que pode precipitar. Mas é estequiometricamente limitado, de modo que uma força motriz maior para a formação de incrustações pode ser mascarada por uma baixa concentração de cálcio; uma água com uma alta força motriz para a formação de incrustações e uma água sem incrustação podem ter um CCPP de apenas 125 mg/L, simplesmente porque a concentração de cálcio é de apenas 50 ppm em ambas. O CCNI é capaz de prever com precisão a nucleação espontânea e a saturação de carbonato de cálcio para qualquer qualidade de água na faixa de pH de 1 a 11 e faixa de temperatura de 5 a 60 ° C.
2. Índice de precipitação de anti-incrustante (API): Este índice é o primeiro do tipo na determinação das limitações de vários anti-incrustantes em um sistema de membrana. Todos os inibidores de incrustação têm a tendência de formar escamas de cálcio ou magnésio. Isso se aplica a anti-incrustantes de fosfonato, acrilato e até mesmo “verdes”. AWC® também identificou sais complexos anti-incrustantes de carbonato de cálcio que se formam sob certas condições. O API calcula a solubilidade de anti-incrustantes com base na quantidade de cálcio na água, alcalinidade, pH, força iônica, complexos iônicos e temperatura. É responsável pelas diferentes solubilidades de diferentes sais anti-incrustantes e prevê com precisão se uma determinada dosagem resultará na precipitação do sal anti-incrustante. Aqueles que estão na indústria de membranas há tempo suficiente reconhecerão casos em que ocorreu incrustação, mesmo quando a saturação de carbonato de cálcio era relativamente baixa. Isso ocorre por causa da precipitação de sais anti-incrustantes de cálcio; quando o inibidor ativo é perdido, formar-se a incrustação mineral. A API permite que o usuário preveja a probabilidade desse tipo de dimensionamento e, portanto, faça ajustes ainda na fase de design.
3. 5. Índice de cinética de polimerização de sílica (SPKI): O SPKI é o único índice que considera as propriedades termodinâmicas e cinéticas da sílica para prever o escalonamento da membrana. A taxa de formação de incrustações de sílica é essencial para prever como isso afetará a operação do sistema de membrana. Certos cátions, como cálcio e magnésio, podem tornar a sílica menos solúvel e aumentar sua taxa de polimerização. A sílica é mais solúvel em pH mais alto, mas estudos AWC® mostraram que pH mais alto também aumenta a taxa de polimerização em alta força iônica. A sílica é mais solúvel em temperaturas mais altas, mas, paradoxalmente, sua taxa de polimerização também é mais rápida com o aumento da temperatura. O SPKI é responsável por todos esses mecanismos concorrentes, permitindo ao usuário determinar a maior recuperação na qual a incrustação de sílica pode ser inibida.
4. Índice CaSiO₃: Este índice prevê a formação de silicato de cálcio em condições de pH alto. O trabalho experimental do AWC® mostrou que a formação de silicato de cálcio pode desencadear forte incrustação de sílica, o que significa que sua inibição é essencial para o controle de incrustação de sílica. Este índice é calculado com base nas propriedades termodinâmicas que consideram o pH, a temperatura, os complexos iônicos e a atividade iônica, mas adicionalmente corrige a temperatura com base na cinética de nucleação. Ao prever as condições nas quais CaSiO₃ irá nuclear, a recuperação máxima e o pH operacional máximo podem ser melhor previstos para qualquer qualidade de água.
5. Índice de CaSi₂O₄: Este índice prevê a formação de silicato de cálcio em condições de pH neutro. O trabalho experimental de AWC® mostrou que qualquer nucleação de cristais de CaSi₂O₄ pode desencadear precipitação severa de sílica e sua inibição é, portanto, essencial para o controle de incrustação de sílica. Este índice é calculado com base nas propriedades termodinâmicas que consideram o pH, a temperatura, os complexos iônicos e a atividade iônica, mas adicionalmente corrige a temperatura com base na cinética de nucleação. Ao prever as condições nas quais CaSi₂O₄ irá nuclear, a recuperação máxima e o pH operacional máximo podem ser melhor previstos para qualquer qualidade de água.

Qual é a função de Especiação Química no PROTON®?

PROTON® realiza a especiação de ácidos fracos, bases fracas, hidróxidos de metal e complexos de íons com base no pH, força iônica, estado de oxidação e temperatura. Isso permite ao usuário determinar o número de cargas que os compostos carregarão em qualquer conjunto de condições. Isso é essencial para prever a formação de precipitados e incrustação da membrana frontal por hidróxidos de metal. A função de especiação também permite ao usuário ver as mudanças nas cargas de qualquer espécie com mudanças na temperatura ou pH em tempo real; uma função que é extremamente útil na otimização do pH para a coagulação a montante. Finalmente, permite ao usuário projetar para desgaseificação pós-tratamento com base em dióxido de carbono, amônia e / ou sulfeto de hidrogênio no permeado.

Por que o PROTON® está disponível apenas como um software baseado na nuvem?

PROTON® é baseado em nuvem por três razões principais:

1. Pode ser acessado de qualquer computador, tablet ou smartphone com conexão à internet.
2. As atualizações e melhorias no software podem ser realizadas perfeitamente, sem a necessidade do usuário fazer o download de uma atualização.
3. O software baseado em nuvem pode ser constantemente monitorado quanto à funcionalidade e elimina problemas associados aos sistemas operacionais de computador que mudam constantemente de um ano para o outro.

Como posso ter certeza de que as informações que eu inserir no PROTON® permanecerão confidenciais e não violarão quaisquer acordos de não divulgação que eu possa ter?

PROTON® é baseado em um servidor altamente seguro com múltiplas camadas de segurança. Além disso, não permite que qualquer usuário faça login sem concordar com os termos e condições de uso, que incluem um acordo de não divulgação (NDA) entre o usuário e a American Water Chemicals®, Inc. Este NDA fornece ao usuário a garantia de que A American Water Chemicals® será mantida em sigilo e não compartilhará nenhuma informação do usuário sem a permissão explícita do usuário.

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