Dessalinização de água do mar

Abstract

As reservas mundiais de água potável estão a escassear e neste momento apenas 0,5% de toda a água do planeta é considerada potável. Sabendo que existe várias zonas do planeta onde esta é escassa, é necessário tomar medidas para contornar esta situação. Transformar água salgada em potável pode ser uma solução válida, visto que esta é um recurso ilimitado. Deste modo é necessário criar uma forma fácil e barata para que as populações com menor poder monetário consigam obter água potável. O objetivo foca-se nesta motivação, criar uma forma fácil de realizar esta transformação, através do método CDI. Esta dissertação apresenta o estudo, caracterização, experimentação, e recolha de resultados do método CDI. Este método consiste na aplicação de tensão em elétrodos de carbono para recolher o cloreto de sódio encontrado na água, usando a atração que advém da aplicação da tensão nos elétrodos para remover as cargas positivas e negativas dos iões de sal. Os primeiros testes CDI realizados, utilizam a medida de corrente (e condutividade) durante os testes, para verificar a remoção de sal dos mesmos, técnica muito usada e documentada por outros autores. Após cálculo da energia despendida nestes testes, chegou-se à conclusão que os resultados da remoção de sal obtidos anteriormente não podiam estar corretos, visto que a energia despendida para a realização destes testes deter um valor incrivelmente reduzido. O próximo passo foi a realização de diferentes tipos de testes para quantificar a percentagem de sal removido utilizando o método CDI, inclusive, a utilização de um método que evapora a água utilizada para depois pesar a quantidade de sal existente. Após sucesso na confirmação que este método poderia ser usado para a quantificação da remoção de sal da água, percebeu-se que não estava a ser removido qualquer cloreto de sódio dos testes realizados até então. Esse fato, trouxe a necessidade de alterar alguns parâmetros do sistema para que houvesse sucesso na remoção do sal. Por isso, além de se aumentar a tensão aplicada nas experiências CDI, aumentou-se também a porosidade dos elétrodos, para que estes consigam conter uma maior quantidade de sal. Estas mudanças revelaram-se cruciais para o sucesso do método, visto que foi conseguido remover sal através do método CDI, chegando em alguns casos a percentagens superiores a 40%. Por fim, foi aplicado o método CDI com uma membrana de troca iónica. Esta membrana permite a passagem dos iões de cloro e sódio para os elétrodos e bloqueia o seu caminho novamente para a água. Assim, realizados estes testes, foram conseguidos resultados de percentagem de remoção de sal na ordem dos 54%.

Global supplies of potable water are running low and at this moment only 0,5% of all the water in our planet is considered potable. Knowing that exist several areas of the planet where the water is in short supply, measures are needed to overcome this situation. Turn salt water in potable water can be a valid solution, once this is a unlimited resource. Thereby it is necessary to create an easier and inexpensive way for the populations with less monetary power be able to obtain potable water. This dissertation goal is focus on this motivation: create an easier way to accomplish this transformation, through the CDI method. This dissertation presents the study, characterization, experimentation, and collection of results of the CDI method. This method consists on the application of voltage in carbon electrodes to collect sodium chloride found in the water, using the attraction that comes from the application of voltage on the electrodes to remove the positives and negatives charges from the salt ions. The first CDI tests completed, use the current measure (and conductivity) during the tests, to verify the salt removal of these tests, technique widely used and documented by other authors. After calculation of the energy spent on these tests, we come to the conclusion that the results from the salt removal obtain previously could not be correct, because the energy spent on the realization of those tests held an incredibly reduced value. The next step was the realization of different types of tests to quantify the percentage of salt removed using the CDI method, even the use of a method that evaporates the water used to then weight the amount of existent salt. After success in the confirmation that this method could be used to quantify the salt removed from the water, it was realized that any sodium chloride had been removed from the previous tests completed until then. This fact brought the need to change some system parameters so that was success in removing the salt. So, besides increase the applied voltage on the CDI experiences, there was also the increasing of the porosity of the electrodes, so these could contain a greater amount of salt. These changes have reveal themselves crucial for the method success, once it was achieved the salt removal through the CDI method, reaching in some cases the percentages higher than 40%. Lastly, it was applied the CDI method with an ion exchange membrane. This membrane allows the passage of chloride and sodium ions to the electrodes and blocks their way again to the water. So, accomplished this tests, there was achieved percentage results of salt removal in the order of 54%.