Método de Acompanhamento Operacional de Osmose Reversa Utilizando Dados Normalizados

1 - Introdução

Osmose reversa é uma tecnologia amplamente utilizada em processos de tratamento de água e efluentes, com aplicação em diversas indústrias, desde a produção de água potável até a dessalinização e o tratamento de águas residuais. A eficiência e a longevidade de um sistema de osmose reversa dependem fortemente de um acompanhamento operacional rigoroso, que permita identificar e corrigir problemas antes que eles causem danos significativos aos componentes do sistema, como as membranas. Para isso, uma prática essencial é a utilização de dados normalizados, que permite comparar o desempenho ao longo do tempo e identificar desvios de operação.

2 – Normalização de dados

A normalização de dados é um processo que ajusta as medições reais de operação (como fluxo de permeado, rejeição de sais e pressão diferencial) para condições padrão, de modo que os efeitos das variações de temperatura, pressão e composição da alimentação sejam eliminados. Este processo permite que as medições sejam comparáveis ao longo do tempo, facilitando a detecção de alterações no desempenho do sistema.

Por exemplo, o fluxo de permeado de uma membrana de osmose reversa é altamente dependente da temperatura da água de alimentação. À medida que a temperatura aumenta, o fluxo também tende a aumentar, devido à menor viscosidade da água. No entanto, esse aumento de fluxo não deve ser interpretado como uma melhora no desempenho do sistema, mas sim como uma resposta natural à mudança de temperatura. A normalização ajusta este valor para que ele reflita o que seria esperado sob condições padrão, permitindo uma avaliação mais precisa do desempenho real.

O monitoramento operacional utilizando dados normalizados começa com a coleta regular de dados operacionais, incluindo pressão de entrada e saída, fluxo de permeado, concentração de sais no permeado e no concentrado, e temperatura da água de alimentação. Estes dados são então utilizados para calcular os valores normalizados.

3 – Cálculo dos valores normalizados

A equação de Darcy, que relaciona o fluxo de permeado com a pressão diferencial, pode ser ajustada para normalizar o fluxo de permeado:

Este cálculo é repetido para outras variáveis, como a rejeição de sais, para garantir que todas as métricas de desempenho sejam comparadas de maneira consistente. A partir desses valores normalizados, é possível identificar padrões ou tendências que indiquem a degradação do desempenho das membranas, como a incrustação (scaling) ou deposição (fouling).

Para calcular a rejeição de sais normalizada, utiliza-se a equação abaixo:

Para normalizar a pressão diferencial, deve-se ajustar a pressão medida para as condições de referência. A equação de normalização da pressão diferencial geralmente considera a temperatura da água, já que ela afeta a viscosidade e, portanto, a resistência ao fluxo através da membrana.

A equação para a pressão diferencial normalizada pode ser expressa como:

4 – Interpretação dos dados normalizados

Uma vez que os dados foram normalizados, a interpretação se torna mais direta. Desvios significativos nos valores normalizados em relação aos valores de referência podem indicar problemas no sistema. Por exemplo:

- Diminuição do fluxo de permeado normalizado: Pode indicar incrustação nas membranas, deposição ou problemas mecânicos, como a obstrução dos elementos da membrana.

- Aumento da pressão diferencial normalizada: Geralmente associado à deposição ou incrustação, resultando em uma maior resistência ao fluxo de água através das membranas.

- Redução na rejeição de sais normalizada: Pode sugerir a degradação da membrana, permitindo que mais sais passem pelo sistema.

Essas tendências devem ser monitoradas de perto, e ações corretivas devem ser implementadas assim que as anomalias forem detectadas. Isso pode incluir a limpeza química das membranas, ajustes no pré-tratamento da água de alimentação ou, em casos mais graves, a substituição das membranas.

Os dados normalizados podem ser utilizados para identificar a necessidade de realizar CIP (cleaning in place) conforme os seguintes critérios:

- Redução de 10% no fluxo de permeado normalizado.

- Aumento de 15% na diferença de pressão normalizada.

- Redução de 10% na rejeição de sal normalizada.

5 – Conclusão

Em relação a utilização de dados normalizados para acompanhamento operacional de sistemas de osmose reversa podemos concluir que:

- Prática fundamental para garantir longevidade e eficiência de sistemas de osmose reversa.

- Elimina variações de temperatura, pressão e composição da alimentação.

- Permite avaliação precisa do desempenho ao longo do tempo.

- Ajuda a identificar problemas antes de se tornarem críticos.

- Otimiza custos operacionais, minimizando desgaste prematuro das membranas.

- Reduz a necessidade de manutenções emergenciais.

- Critério objetivo para realização de CIP.

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

Confira nossas opções de filtro

Explore outros artigos do blog

Conversar pelo WhatsApp

Quer revender os produtos BBI?

Olá, que tal um orçamento sem compromisso?
Informe seu dados para iniciarmos uma conversa :)

Comercial BBI+55 54 34638186Iniciar conversa
Logotipo do bot2zap