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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/70048| Tipo: | Dissertação |
| Título : | Desenvolvimento e identificação experimental de planta piloto de dessalinização por osmose reversa |
| Autor : | Queiroz, Dayse Maria Benevides de |
| Tutor: | Carvalho, Paulo Cesar Marques de |
| Co-asesor: | Nogueira, Fabrício Gonzalez |
| Palabras clave : | Dessalinização por osmose reversa;Modelagem de sistemas reais;Método mínimos quadrados não recursivo;Acionamento fotovoltaico;Dessalinização da água;Osmose |
| Fecha de publicación : | 5-nov-2021 |
| Citación : | QUEIROZ, D. M. B. Desenvolvimeno e identificação experimental de planta piloto de dessalinização por osmose reversa. 2021. 64 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
| Resumen en portugués brasileño: | A dessalinização por osmose reversa (OR) apresenta solução viável para regiões onde há pouca disponibilidade de água potável, com crescente aplicação em regiões semi-áridas, como o nordeste brasileiro. Diante deste contexto, a presente dissertação apresenta o desenvolvimento, instalação e identificação do modelo matemático de um sistema de dessalinização por osmose reversa. A estrutura da planta em alumínio modular possui dimensões de 1,45m x 1,00m x 0,48m, garantindo flexibilidade na instalação e facilidade de manuseio e configuração da mesma. Os dispositivos que compõem o sistema são; duas bombas hidráulicas do tipo diafragma, um conjunto de pré-filtragem, sensores de pressão e vazão, sistema de aquisição de dados de interface homem máquina (IHM), um par de membranas de dessalinização por osmose reversa posicionadas em série, realizando processor com e sem realimentação. Para verificar o desempenho do método de dessalinização, foi realizado três ensaios com diferentes níveis de sólidos totais dissolvidos (STD) para a água de alimentação, tanto para o sistema com e sem realimentação, mas em condições iguais de operação. O primeiro ensaio, com 2.300 mg/L, nível de água salobra, o segundo ensaio, também com água salobra, com 3.900 mg/L, e terceiro ensaio foi realizado com nível de STD de água salina, 5.130 mg/L. A configuração com realimentação apresentou melhor desempenho na redução de STD e na quantidade de permeado do que com realimentação, mas só foi possível obter água potável no processo com realimentação com 2.300mg/L de água de alimentação, os outros ensaios realizaram retirada de mais de 50% da quantidade inicial, mas ainda imprópria para consumo. À medida que a salinidade aumentou, a pressão nominal de 50 psi, apresentou-se deficiente para realizar a redução de STD. Com um único ensaio coletou-se um conjunto de dados para identificar, e outro conjunto de dados para validar o modelo estimado. Realizou-se a identificação através do método de mínimos quadrados não recursivo, obtendo-se quatro modelos ARX, de 1a, 2a, 3a e 4a ordem. Após identificação dos modelos, foi realizada a validação através de simulação e análise de ruídos, o modelo 1a ordem apresentou desempenho de 68,92%, o de segunda ordem de 72,8%, o de 3a ordem de 74,6% e o de 4a ordem 73,3%. Dessa forma, nota-se que o modelo de 3a ordem foi o que melhor descreveu o sistema de dessalinização OR desenvolvido. |
| Abstract: | The reverse osmosis desalination (OR) presents a viable solution for regions where there is little availability of potable water, with increasing application in semi-arid regions, such as northeastern Brazil. In this context, this dissertation presents the development, installation, and identification of the mathematical model of a reverse osmosis desalination system. The plant structure in modular aluminum has dimensions of 1.45m x 1.00m x 0.48m, ensuring flexibility in the installation and ease of handling and configuration. The devices that compose the system are; two hydraulic diaphragm pumps, a pre-filtration assembly, pressure and flow sensors, human-machine interface (HMI) data acquisition system, a pair of reverse osmosis desalination membranes positioned in series, performing processing with and without feedback. To verify the performance of the desalination method, three trials with different levels of total dissolved solids (TDS) for the feed water were conducted for both the system with and without recirculation, but under equal operating conditions. The first trial, with 2,300 mg/L, brackish water level, the second trial, also with brackish water, with 3,900 mg/L, and the third trial was performed with saline water STD level, 5,130 mg/L. The configuration with feedback showed better performance in reducing STD and in the amount of permeate than with feedback, but it was only possible to obtain potable water in the process with recirculation with 2,300mg/L of feed water, the other trials performed removal of more than 50% of the initial amount, but still unsuitable for consumption. As the salinity increased, the nominal pressure of 50 psi was insufficient to achieve STD reduction. A single trial collected one set of data to identify, and another set of data to validate the estimated model. The identification was performed through the non-recursive least squares method, obtaining four ARX models, of 1a, 2a, 3a, and 4a order. After identifying the models, validation was performed through simulation and noise analysis. The 1a order model presented a performance of 68,92%, the 2a order model 72,8%, the 3a order model 74,6%, and the 4a order model 73,3%. Thus, it is noted that the 3a order model was the one that best described the developed RO desalination system. |
| URI : | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70048 |
| Aparece en las colecciones: | DEEL - Dissertações defendidas na UFC |
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