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Osmose Reversa na Remoção de Micropoluentes Emergentes

Escrito em por & arquivado em Osmose Reversa, Tratamento de Água.

Resumo

A presença de micropoluentes emergentes, como resíduos farmacêuticos, hormônios e produtos químicos industriais, tem se tornado uma preocupação crescente na qualidade da água potável e na preservação ambiental. Esses contaminantes, mesmo em concentrações muito baixas, podem ter efeitos adversos na saúde humana e nos ecossistemas. A osmose reversa tem se destacado como uma tecnologia eficaz na remoção desses micropoluentes devido à sua capacidade de rejeitar solutos de baixo peso molecular e íons. Este artigo explora o papel da osmose reversa na remoção de micropoluentes emergentes, analisando sua eficiência, mecanismos de separação e limitações operacionais. Além disso, são discutidas estratégias para aprimorar o desempenho dos sistemas de osmose reversa na remoção desses contaminantes.

1. Introdução

Nos últimos anos, a contaminação da água por micropoluentes emergentes tem gerado preocupações ambientais e de saúde pública. Micropoluentes emergentes são compostos orgânicos e inorgânicos presentes na água em concentrações traço (geralmente na faixa de nanogramas a microgramas por litro) que podem incluir:

  • Resíduos farmacêuticos (antibióticos, analgésicos, antidepressivos)
  • Hormônios naturais e sintéticos
  • Pesticidas e herbicidas
  • Produtos químicos industriais (como surfactantes e plastificantes)

A presença desses compostos na água potável tem sido associada a efeitos endócrinos, resistência antimicrobiana e impactos em ecossistemas aquáticos. Os processos convencionais de tratamento de água, como coagulação, floculação, sedimentação e filtração, não são suficientes para remover eficazmente muitos desses compostos. Nesse contexto, a osmose reversa tem sido considerada uma solução promissora devido à sua capacidade de remoção de partículas em escala molecular.

2. Princípios da Osmose Reversa na Remoção de Micropoluentes

A osmose reversa é um processo de separação baseado em uma membrana semipermeável que opera sob alta pressão para permitir a passagem de água enquanto retém íons, moléculas orgânicas e partículas em suspensão. O processo ocorre em três etapas principais:

  1. Pressurização: A água bruta é pressurizada para superar a pressão osmótica natural.
  2. Rejeição de solutos: A membrana semipermeável bloqueia a passagem de íons, moléculas orgânicas e partículas.
  3. Coleta de permeado: A água tratada (permeado) é coletada, enquanto os rejeitos concentrados são descartados.

A eficiência da osmose reversa na remoção de micropoluentes depende de fatores como:

  • Tamanho e estrutura molecular dos contaminantes
  • Polaridade e carga elétrica
  • Interação com a matriz da membrana

Estudos mostram que compostos de massa molecular acima de 100–200 Daltons (Da) e com baixa polaridade têm maior probabilidade de serem eficientemente removidos pelas membranas de osmose reversa.

3. Eficiência na Remoção de Diferentes Tipos de Micropoluentes

3.1. Resíduos Farmacêuticos

Estudos têm demonstrado que a osmose reversa é capaz de remover mais de 95% de compostos farmacêuticos, como ibuprofeno, diclofenaco e paracetamol. A baixa polaridade e o tamanho molecular relativamente pequeno desses compostos facilitam a rejeição pela membrana.

3.2. Hormônios

Hormônios naturais e sintéticos, como o estradiol e o etinilestradiol, também são removidos com alta eficiência (acima de 90%) devido à sua hidrofobicidade e estrutura molecular complexa, que limitam a difusão pela membrana.

3.3. Produtos Químicos Industriais

Compostos como bisfenol A (BPA), ftalatos e surfactantes podem ser rejeitados com taxas superiores a 90%, dependendo das características da membrana e das condições operacionais (pressão, pH e temperatura).

4. Fatores que Afetam o Desempenho da Osmose Reversa

4.1. Condições Operacionais

  • Pressão: A eficiência da osmose reversa aumenta com o aumento da pressão operacional, que impulsiona a passagem da água pela membrana e facilita a rejeição de micropoluentes.
  • pH e temperatura: Condições extremas de pH e altas temperaturas podem degradar a membrana e reduzir a eficiência de remoção.
  • Fouling (incrustação): A formação de biofilme, incrustações minerais e colmatagem por matéria orgânica pode reduzir a vida útil e a eficiência da membrana.

4.2. Propriedades da Membrana

  • Material: Membranas de poliamida têm demonstrado maior eficiência na rejeição de micropoluentes em comparação com membranas de acetato de celulose.
  • Porosidade e carga superficial: Membranas com maior densidade e carga negativa apresentam maior rejeição de moléculas orgânicas e íons.

5. Desafios e Limitações

Apesar da alta eficiência, a osmose reversa apresenta desafios operacionais e ambientais:

  • Descarga de rejeito concentrado: O concentrado rico em micropoluentes e sais descartado durante o processo requer tratamento adequado para evitar impactos ambientais.
  • Consumo de energia: A alta pressão operacional eleva o consumo energético, aumentando os custos de operação.
  • Degradação de membranas: As membranas de osmose reversa tem vida útil de 3 a 5 anos em média. 

6. Estratégias para Aprimorar a Remoção de Micropoluentes

  • Pós-tratamento da água: A utilização de processos de oxidação avançada (como ozonização e radiação UV) após a osmose reversa pode melhorar a eficiência de remoção de compostos persistentes.
  • Combinação com outras tecnologias: Sistemas híbridos que combinam osmose reversa com ultrafiltração, nanofiltração e carvão ativado podem aumentar a eficiência de remoção de micropoluentes.
  • Desenvolvimento de membranas avançadas: Membranas modificadas com materiais nanoestruturados (como grafeno) apresentam maior resistência química e melhor seletividade para micropoluentes específicos.

7. Conclusão

A osmose reversa é uma tecnologia eficaz na remoção de micropoluentes emergentes, proporcionando uma barreira física eficiente contra resíduos farmacêuticos, hormônios e produtos químicos industriais. A eficiência do processo depende de fatores como propriedades da membrana, condições operacionais e tipo de micropoluente. Apesar dos desafios operacionais e energéticos, estratégias como o pré-tratamento da água, a combinação com outras tecnologias e o desenvolvimento de novas membranas podem aumentar o desempenho e viabilidade econômica da osmose reversa em estações de tratamento de água.

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

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Resinas de Troca Iônica para Tratamento de Água e Efluentes

Escrito em por & arquivado em Tratamento de Água, Troca Iônica.

As resinas de troca iônica são uma das principais tecnologias no tratamento de água e na remoção de poluentes, oferecendo uma alternativa eficiente para a purificação de água. Essas resinas são polímeros porosos de alto peso molecular que contêm grupos funcionais capazes de trocar íons com soluções aquosas. O presente artigo discute suas aplicações, vantagens e desafios, baseando-se em estudos recentes.

Características das Resinas de Troca Iônica

As resinas de troca iônica são classificadas em dois principais tipos:

  • Resinas catiônicas: Trocam íons positivos, como cálcio e magnésio, por sódio ou hidrônio (H3O+).
  • Resinas aniônicas: Substituem íons negativos, como nitrato e cloreto, por hidroxila (OH–).

Essas resinas são amplamente utilizadas na remoção de dureza da água, desmineralização e purificação de água industrial e potável.

Princípios de Funcionamento

O processo de troca iônica ocorre através da interação entre as resinas e os íons dissolvidos na água. A resina contém um esqueleto polimérico insolúvel ao qual estão fixados grupos funcionais que possuem cargas elétricas. Quando a água passa por uma coluna preenchida com resina, ocorre a troca seletiva de íons, removendo substâncias indesejáveis da solução.

As resinas podem ser regeneradas através de processos químicos específicos, permitindo seu reuso e prolongando sua vida útil. O ciclo de operação das resinas depende da capacidade de troca e da concentração de contaminantes na água tratada.

Aplicação no Tratamento de Água

O uso das resinas de troca iônica é vantajoso devido à sua alta seletividade, eficiência na remoção de metais pesados e possibilidade de reutilização após a regeneração. Diferentes indústrias aplicam essa tecnologia para remover compostos como:

  • Dureza da Água (Cálcio e Magnésio): Resinas catiônicas removem íons que causam incrustações.
  • Nitratos e sulfatos: Presentes em esgotos e águas residuais industriais.
  • Fluoretos e boratos: Presentes em indústrias químicas e metalúrgicas.

Vantagens e Desafios

Entre as principais vantagens das resinas de troca iônica, destacam-se:

  • Elevada seletividade na remoção de substâncias indesejadas.
  • Facilidade de operação, tornando-as viáveis para diversas aplicações.

Contudo, há desafios que limitam o uso das resinas em larga escala, como:

  • Custo inicial elevado, dificultando a adoção por pequenas e médias empresas.
  • Geração de resíduos durante a regeneração, podendo impactar o meio ambiente se não forem tratados corretamente.
  • Necessidade de manutenção periódica, incluindo a substituição das resinas desgastadas.
  • Custos operacionais elevados, especialmente devido ao custo dos produtos químicos para regeneração das resinas. 

Aplicação na Remoção de Poluentes

As resinas de troca iônica também são empregadas em processos de remediação ambiental, contribuindo para a remoção de poluentes de águas subterrâneas e superficiais. Estudos indicam que essa tecnologia pode ser utilizada para tratar efluentes industriais e reduzir a presença de substâncias tóxicas na água potável.

PFOA (Perfluorooctanoato):

  • Alta eficiência na adsorção de compostos perfluorados.
  • Utilização de resinas aniônicas fortemente básicas.
  • Pode ser combinada com carvão ativado e osmose reversa para maior eficiência.

Metais pesados (Cobre, Níquel, Chumbo, Cádmio, Mercúrio):

  • Remoção por resinas catiônicas que trocam os metais por íons menos tóxicos.
  • Aplicação em efluentes industriais e águas contaminadas.

Carbono Orgânico Dissolvido (COD):

  • Utilização de resinas magnéticas combinadas com resinas catiônicas.
  • Redução de matéria orgânica dissolvida em processos industriais.

Pesquisas recentes mostram que a combinação de resinas com outras técnicas de purificação, como osmose reversa e adsorção em carvão ativado, pode potencializar a eficiência do tratamento de água.

Considerações Finais

As resinas de troca iônica desempenham um papel essencial na engenharia ambiental, especialmente no tratamento de água e na remediação de poluentes. Seu uso permite a remoção de substâncias nocivas de maneira eficiente, garantindo um recurso hídricos mais seguro e sustentável.

A evolução das pesquisas na área busca tornar essa tecnologia ainda mais acessível, reduzindo custos operacionais e otimizando os processos de regeneração das resinas. Assim, a troca iônica continuará sendo um processo indispensável no tratamento de água e efluentes.

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

Referência

ALI, A. et al. Ion Exchange Resins and their Applications in Water Treatment and Pollutants Removal from Environment: A Review. Futuristic Biotechnology, v. 3, n. 03, 2023. 

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Osmose Reversa: 10 “Insights” Essenciais para Operação e Manutenção Eficientes 

Escrito em por & arquivado em Dicas, Osmose Reversa, Tratamento de Água.

A eficiência da osmose reversa depende diretamente da qualidade do pré-tratamento. Falhas como passagem de dureza ou dosagem incorreta de químicos podem causar incrustações e reduzir a vida útil das membranas. Monitoramento contínuo e ajustes preventivos são essenciais para manter o desempenho do sistema.

1. Impacto de Falhas no Pré-Tratamento

Problemas como passagem de dureza no abrandador ou dosagem inadequada de produtos químicos podem resultar em “fouling”, incrustação e degradação das membranas. Monitoramentos contínuos, uso de sensores e análises de balanço de massa são essenciais para evitar danos ao sistema.

2. Equipamentos e Dispositivos Complementares

O uso de inversores de frequência (VFD) nas bombas de alimentação e pressurização, permite ajustes dinâmicos da pressão, reduzindo o consumo energético. Filtros de cartucho ajudam a remover impurezas, protegendo as membranas de osmose reversa. A escolha adequada da bomba de limpeza CIP também influencia a eficácia da manutenção.

3. Cuidados na Partida e Paradas Prolongadas

Durante a partida de um sistema de osmose reversa, é fundamental evitar golpes de aríete, ajustando gradualmente a pressão e garantindo a remoção de ar do circuito. Em casos de paradas prolongadas, recomenda-se enxágues periódicos e preservação das membranas com solução de metabissulfito de sódio.

4. Normalização de Dados e Qualidade da Água de Alimentação

A normalização de dados é uma metodologia fundamental para avaliar o desempenho das membranas, permitindo a comparação precisa entre diferentes condições operacionais. Esse processo ajusta os valores de fluxo de permeado, taxa de rejeição de sais e perda de carga, eliminando influências externas como temperatura e pressão. Dessa forma, qualquer alteração no desempenho das membranas pode ser atribuída a fatores como incrustação, “fouling” ou degradação.

A qualidade da água de alimentação é um fator determinante para o desempenho da osmose reversa. Parâmetros como SDI (Silt Density Index) e turbidez influenciam diretamente a tendência de formação de depósitos nas membranas. Um SDI elevado (>5) indica a presença de partículas suspensas que podem levar ao entupimento das membranas, reduzindo sua vida útil. Para minimizar esses riscos, o uso de pré-tratamentos como filtros multimídia e ultrafiltração é recomendado.

5. Aplicação e Diferença entre Osmose Reversa e Nanofiltração

A osmose reversa é usada na dessalinização da água do mar e na purificação de água salobra, sendo também aplicada no polimento de águas residuais para reuso. Comparada à nanofiltração, a osmose reversa apresenta uma rejeição maior de sais e íons, enquanto a nanofiltração se destaca na remoção de compostos orgânicos e abrandamento da água (íons bivalentes).

6. Cuidados com Produtos Químicos e Desinfecção

O uso de biocidas não oxidantes, como DBNPA (2,2-Dibromo-3-Nitrilopropionamida) e isotiazolina, auxilia no controle microbiológico das membranas. Entretanto, a desinfecção inadequada pode levar à degradação prematura das membranas, exigindo controle rigoroso da dosagem e monitoramento da eficiência.

7. Operação e Manutenção

A limpeza química das membranas deve ser realizada quando houver uma queda de 10 a 15% na vazão de permeado ou um aumento semelhante na pressão diferencial. O tempo de limpeza pode variar de 10 a 24 horas, dependendo da severidade do “fouling”. Durante esse processo, a temperatura e o pH da solução de limpeza devem seguir as recomendações dos fabricantes para evitar a degradação prematura das membranas.

8. Controle da Condutividade e pH do Permeado

Após a limpeza química, pode ocorrer um aumento temporário na condutividade da água permeada devido à alteração da estrutura polimérica das membranas. Esse fenômeno é passageiro e tende a se estabilizar após algumas horas de operação.

9. Definição da Taxa de Recuperação do Sistema

A taxa de recuperação de um sistema de osmose reversa é definida pela razão entre a vazão de permeado e a vazão de alimentação, expressa em porcentagem. Esse parâmetro é influenciado pela qualidade da água de entrada, especialmente pela concentração de sais dissolvidos e pelo potencial de formação de incrustações.

10. Monitoramento Contínuo e Sensores Online

A instalação de sensores para osmose reversa como: Potencial de Redução e Oxidação, pH e condutividade são medidas preventivas para garantir a estabilidade do sistema. Alarmes automatizados auxiliam na detecção precoce de problemas operacionais.

Referência

FILHO, Joaquim Marques. Osmose reversa para tratamento de água e reúso: curso online. [S. l.]: Água Engenharia, 2022.

Autor: Joaquim Marques Filho, M. Sc.

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Dimensionamento de sistemas de Osmose Reversa

Escrito em por & arquivado em Osmose Reversa, Tratamento de Água.

Introdução

A osmose reversa é uma tecnologia amplamente empregada no tratamento de água, utilizada para remover sais, íons e outras partículas indesejadas. Este processo se destaca por sua eficiência em aplicações como produção de água potável, dessalinização, reúso e produção de água industrial de alta pureza. 

Para assegurar o desempenho ideal de um sistema de osmose reversa, o dimensionamento adequado é essencial, abrangendo desde a coleta dos dados de processo, seleção de membranas até a configuração final do sistema.

Roteiro para Dimensionamento ​

O dimensionamento de um sistema de osmose reversa envolve várias etapas críticas:

  1. Seleção dos Dados de Processo:
    • Vazão de alimentação.
    • Vazão de permeado. ​
    • Qualidade da alimentação. ​
    • Qualidade do permeado.
    • Origem da água.
  1. Seleção do Tipo de Membrana:
    • Diâmetro e comprimento das membranas.
    • Material externo (fibra de vidro, PRFV, inox).
    • Aplicação específica (água doce, salobra, reúso e do mar). ​
  1. Seleção do Fluxo:
    • Fluxo = Vazão / Área. ​
    • Fluxo de projeto em função da aplicação:
      • Água de subterrânea: 30 L/m²h
      • Água superficial: 24 L/m²h
      • Efluente tratado: 17 L/m²h
      • Água do mar: 15 L/m²h
  1. Cálculo da Quantidade de Elementos:
    • Número de membranas (elementos) necessário para atender à vazão de permeado desejada. ​
  1. Cálculo da Quantidade de Vasos de Pressão:
    • Número de vasos de pressão necessários para acomodar as membranas. ​
  1. Seleção do Número de Estágios:
    • Proporção do número de vasos entre o primeiro e o segundo estágios (2:1 para água salobra, 3:1 para água salgada). ​
  1. Dimensionamento via Aplicativo:
    • Utilização de softwares específicos desenvolvidos pelos fabricantes de membranas para realizar cálculos detalhados e simulações. ​

Dados de Processo ​

Para um dimensionamento preciso, é essencial coletar e analisar os seguintes parâmetros da água de alimentação:

  • Temperatura.
  • pH.
  • Sólidos Suspensos Totais (SST).
  • Turbidez.
  • Dureza total. ​
  • Alcalinidade total. ​
  • Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).
  • Demanda Química de Oxigênio (DQO).
  • Carbono Orgânico Total (TOC).
  • Cor.
  • Óleos e Graxas. ​
  • Sólidos Totais Dissolvidos (TDS).
  • Condutividade.
  • Ferro total. ​
  • Manganês total. ​
  • Alumínio total. ​
  • Fosfato total. ​
  • Amônia.
  • Cloro.
  • Sílica total. ​
  • Cálcio.
  • Magnésio.
  • Sódio.
  • Potássio.
  • Estrôncio.
  • Bário.
  • Boro.
  • Cloreto.
  • Sulfato.
  • Nitrato.
  • Nitrito.
  • Carbonato.
  • Bicarbonato.
  • Fluoreto.

Qualidade da Água de Alimentação ​

Os limites de qualidade da água de alimentação são cruciais para garantir a eficiência e a durabilidade do sistema de osmose reversa. Parâmetros como turbidez, SDI, óleos e graxas, TOC, cloro livre, ferro, manganês, alumínio e DQO devem ser monitorados e controlados dentro dos limites especificados.

Seleção da Membrana

A seleção da membrana adequada depende da vazão e do tipo de água a ser tratada:

  • Membranas de 2,5” para vazões < 200 L/h. ​
  • Membranas de 4” para vazões < 2.300 L/h.
  • Membranas de 8” para vazões > 2.300 L/h. ​

Cálculo do Número de Elementos e Vasos de Pressão ​

O número de elementos (N) é calculado pela fórmula:

N=Q/(J*A)​

 Onde:

  • Q: vazão de permeado (m³/h). ​
  • J: fluxo (L/m²h). ​
  • A: área da membrana (m²).

O número de vasos de pressão (Nv) é calculado pela fórmula: 

Nv=N/Nm

​Onde:

  • Nm: número de membranas por vaso de pressão. ​

Recuperação e Estágios ​

A recuperação do sistema é a relação entre a vazão de permeado e a vazão de alimentação. ​ A configuração dos estágios depende da recuperação desejada, com proporções típicas de 2:1 para água salobra e 3:1 para água salgada. ​Geralmente se obtém 75% de recuperação para água salobra e 50% para água do mar. 

Dimensionamento via aplicativo ​

Devido à complexidade dos cálculos, o uso de aplicativos desenvolvidos pelos fabricantes de membranas é recomendado. ​ Esses aplicativos fornecem informações detalhadas sobre as membranas, quantidade de membranas e vasos, arranjos, porcentagem de recuperação, vazões do permeado e concentrado, composições, pressões e dosagem de químicos. ​

Observações finais

O dimensionamento de sistemas de osmose reversa é um processo detalhado que requer a consideração de diversos parâmetros e a utilização de ferramentas específicas. Seguir um roteiro estruturado e utilizar aplicativos de dimensionamento são práticas recomendadas para garantir a eficiência e a durabilidade do sistema, e lembre-se sempre consulte um profissional qualificado.

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

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Boas Práticas Operacionais em Sistemas de Osmose Reversa

Escrito em por & arquivado em Osmose Reversa, Tecnologia, Tratamento de Água.

A osmose reversa é uma tecnologia amplamente utilizada para purificação de água, permitindo a separação eficiente de sais e outras impurezas.

Esse método tem aplicação em diversas indústrias, desde a produção de água potável até processos industriais complexos. Este artigo apresenta as melhores práticas para a operação de sistemas de osmose reversa, baseando-se em diretrizes importantes para garantir desempenho ideal e longevidade do equipamento.

Comissionamento do Sistema

O comissionamento é uma etapa essencial para assegurar a instalação adequada e o funcionamento eficiente de sistemas de osmose reversa. Antes da partida, é importante realizar testes de vazamento nos skids e garantir que os vasos de pressão estejam limpos. As membranas devem ser carregadas cuidadosamente nos vasos pelo lado da alimentação, com lubrificação apropriada utilizando produtos como glicerina, detergente neutro diluído ou graxa de silicone. Para aplicações potáveis e alimentícias, o uso de lubrificantes certificados pela FDA e NSF é imprescindível.

O posicionamento das membranas dentro dos vasos deve ser registrado em um esquema indicativo, incluindo os números de série, para facilitar análises futuras.

Procedimentos de Partida

O processo de partida do sistema deve ser conduzido em etapas, começando com a abertura das válvulas de alimentação e concentrado, e a drenagem inicial do permeado. A pressurização do sistema deve ser feita gradualmente para evitar danos às membranas. Após a estabilização do sistema, é fundamental realizar leituras iniciais dos parâmetros operacionais e compará-los com os dados de projeto. A recuperação do sistema deve ser calculada, e o permeado deve ser descartado até que atenda aos padrões de qualidade estabelecidos.

Operação Contínua e Monitoramento

Durante a operação, é essencial que a planta opere dentro das condições especificadas no projeto. A temperatura da alimentação, a pressão e a vazão das correntes de permeado e concentrado devem ser monitoradas regularmente. Qualquer variação nesses parâmetros pode indicar a necessidade de ajustes na pressão de alimentação ou na taxa de recuperação.

O monitoramento contínuo também envolve o registro de condutividade da alimentação e do permeado, além de análises periódicas para detectar alterações significativas na qualidade da água. Operações fora das condições de projeto podem comprometer a rejeição de sais e a eficiência do sistema.

Gestão de Paradas e Hibernação

Em períodos de parada de até 24 horas, não é necessário realizar procedimentos específicos. No entanto, paradas superiores a 48 horas exigem medidas para evitar o ressecamento das membranas, como operar a planta por curtos períodos diariamente. Para hibernações prolongadas, recomenda-se preencher os vasos de pressão com uma solução de beta bissulfito de sódio (1 a 1,5%) para evitar a proliferação de micro-organismos e substituí-la a cada 30 dias.

Armazenamento de Membranas

As membranas devem ser armazenadas em locais arejados, protegidas da luz solar direta e dentro de limites de temperatura entre -4 °C e 35 °C. Quando acondicionadas em soluções conservantes, estas devem ser substituídas anualmente ou ao apresentar sinais de crescimento biológico.

Fatores Críticos para a Eficiência

A eficiência do sistema de osmose reversa está diretamente relacionada ao controle de variáveis como pressão, temperatura, recuperação e concentração de sal na alimentação. Alterações nesses parâmetros podem afetar significativamente a vazão de permeado e a rejeição de sais. 

Conclusão

A operação adequada de sistemas de osmose reversa são fundamentais para garantir sua eficiência e durabilidade. Seguir procedimentos de comissionamento, partida, operação e hibernação, além de monitorar os parâmetros operacionais, são práticas indispensáveis para otimizar o desempenho do sistema e assegurar a qualidade do permeado produzido. 

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

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Avanços na Tecnologia de Descarga Zero de Líquidos (ZLD) e Gestão de Salmouras na Osmose Reversa

Escrito em por & arquivado em Osmose Reversa, Tecnologia, Tratamento de Água.

A osmose reversa é amplamente reconhecida como uma das tecnologias mais eficazes para o tratamento de água, especialmente em aplicações industriais e potabilização de água salobra e do mar.

Com a intensificação das regulamentações ambientais e a crescente busca por sustentabilidade, as indústrias enfrentam o desafio de reduzir os resíduos líquidos gerados nesses processos. É nesse cenário que as abordagens de Descarga Zero de Líquidos (ZLD) e a gestão eficiente de salmouras ganharam relevância.

A tecnologia ZLD tem como objetivo eliminar completamente os resíduos líquidos (concentrado da osmose reversa), transformando-os em materiais reutilizáveis ou resíduos sólidos passíveis de descarte seguro. Essa solução é importante para indústrias situadas em locais onde não há opções viáveis de descarte de resíduos líquidos, como regiões áridas ou áreas distantes de grandes corpos hídricos, por exemplo, uma usina de energia localizada no interior de uma região desértica pode adotar ZLD para recuperar toda a água do processo, transformando a salmoura residual em sais sólidos que podem ser comercializados ou descartados de forma sustentável.

A salmoura, concentrado da osmose reversa, apresenta desafios tanto ambientais quanto financeiros. A eliminação inadequada pode causar impactos severos nos ecossistemas, enquanto métodos tradicionais, como transporte ou injeção em poços profundos, são caros e pouco sustentáveis.

Além disso, a presença de poluentes emergentes como compostos per- e polifluoroalquil (PFAS) aumenta a complexidade do tratamento, pois essas substâncias são persistentes no meio ambiente e reguladas de forma rigorosa em muitos países.

As principais soluções em ZLD e gestão de salmoura:

1. Sistemas de Alta Recuperação de Água

Tecnologias avançadas permitem recuperar até 98% da água processada, reduzindo drasticamente o volume de salmoura gerada. Por exemplo, sistemas híbridos combinando osmose reversa e processos térmicos podem aumentar a eficiência do uso de recursos hídricos em indústrias químicas e petroquímicas.

2. Redução e Reutilização de Salmouras

Métodos como a cristalização térmica e o uso de membranas de concentração transformam salmouras em resíduos sólidos ou matérias-primas reutilizáveis.

Exemplo: O cloreto de sódio extraído da salmoura pode ser reutilizado em processos industriais, como na fabricação de produtos químicos.

3. Materiais de Última Geração

Membranas com nanotecnologia oferecem maior resistência à incrustação biológica e ao acúmulo de sais, aumentando a durabilidade do sistema e reduzindo os custos de operação.

A implementação de sistemas ZLD traz benefícios que vão além da conformidade ambiental:

  • Sustentabilidade hídrica: Empresas podem reutilizar até 100% da água tratada, reduzindo sua dependência de recursos naturais.
  • Valorização de resíduos sólidos: Subprodutos recuperados, como minerais e sais, podem ser comercializados ou utilizados internamente.
  • Redução de custos a longo prazo: Apesar dos altos custos iniciais, as economias em água e o cumprimento de regulamentações podem gerar retorno financeiro.

Embora os benefícios sejam claros, a adoção de ZLD ainda enfrenta desafios significativos:

  • Alto consumo de energia: Processos como a cristalização térmica demandam energia intensiva.
  • Custos iniciais elevados: A instalação de sistemas ZLD requer investimentos substanciais em infraestrutura e tecnologia.
  • Entretanto, avanços em automação, inteligência artificial e energias renováveis estão tornando esses sistemas mais eficientes e economicamente viáveis. Por exemplo, sensores inteligentes podem otimizar o desempenho dos sistemas de ZLD, reduzindo o consumo energético e os custos operacionais.

A integração de tecnologias ZLD e soluções inovadoras para a gestão de salmouras representa um avanço fundamental no tratamento de água. Essa abordagem não só responde às exigências ambientais, mas também contribui para a sustentabilidade e eficiência industrial. À medida que os desafios hídricos globais aumentam, essas soluções se tornam indispensáveis para alinhar a proteção ambiental com o crescimento econômico, assegurando um futuro sustentável para o gerenciamento de recursos hídricos.

Autor: Joaquim Marques Filho, M.Sc.

O que é manganês

O que é manganês e qual a sua função?

Escrito em por & arquivado em Filtro, Indústria, Saúde, Tratamento de Água.

No artigo de hoje vamos entender melhor o que é manganês, qual a função desse material e por que ele pode ser um problema quando presente na água.

Embora nem sempre seja um tópico muito discutido, a verdade é que o manganês desempenha um papel importante em diversas áreas, e seu impacto pode ser sentido até mesmo na água que consumimos. Para o corpo humano, ele é considerado um nutriente indispensável.

Mas, a sua presença na água em níveis elevados pode ocasionar problemas de saúde. Da mesma forma, o manganês não pode estar presente em águas utilizadas em diversos processos industriais, especialmente aqueles que requerem água pura para sua realização.

Curioso para saber mais sobre o que é manganês e sua função? Continue lendo!

 

O que é manganês?

 

O manganês é um elemento químico representado pelo símbolo Mn e número atômico 25 na tabela periódica. Classificado como metal de transição, ele não é facilmente encontrado em sua forma pura na natureza. Dessa forma, o meio mais comum de encontrar o manganês é como mineral, normalmente associado a outros elementos químicos, como o ferro e o oxigênio.

Como metal de transição, o manganês apresenta diversas propriedades físico-químicas únicas, incluindo:

  • É resistente e duro, ganhando ainda mais dureza quando combinado com outros metais, como o ferro.
  • Possui boa capacidade de liga, formando facilmente ligas com outros metais, como ferro, alumínio, zinco e cobre, melhorando a sua resistência e propriedades mecânicas.
  • Possui alta reatividade químicas, principalmente quando exposto à água e ao oxigênio, oxidando facilmente.
  • Possui uma faixa ampla de capacidade de oxidação, indo do -3 ao +7, o que o torna especialmente útil, já que pode participar de uma grande variedade de reações químicas.
  • Ao ser combinado com outros metais, o manganês pode apresentar propriedades magnéticas, ou antiferromagnéticas, especialmente úteis em certas aplicações tecnológicas.

 

Qual a função do manganês?

 

Você já sabe o que é manganês, e conhece um pouco mais sobre suas características. Então, agora vamos conhecer melhor as funções desse metal, que não é apenas uma, mas várias.

Em primeiro lugar, o manganês possui diversas funções industriais, onde pode ser utilizado para:

  • Produção de ligas de aço e ligas metálicas diversas;
  • Produzir baterias alcalinas e de lítio;
  • Purificar a água atuando como agente oxidante para remover impurezas e contaminantes, como o ferro, na indústria química e de tratamento de água.

Além disso, esse metal tem importantes funções no organismo humano. Por exemplo, atua com cofator para várias enzimas que regulam o metabolismo de proteínas, carboidratos e lipídios, tem função antioxidante, além de ser essencial para a formação e manutenção dos ossos.

Por fim, também possui funções importantes relacionadas a água, onde:

  • É um micronutriente essencial para formas de vida aquática;
  • É um agente que facilita o processo de filtração para remoção de agentes contaminantes, e melhora da turbidez da água tratada.

Impactos negativos do manganês na água

 

Impactos diretos do manganês na água

 

No entanto, quando encontrado em altas concentrações, o manganês é muito prejudicial e pode causar diversos problemas. Por exemplo, a água com altas concentrações desse elemento tem seu sabor alterado, e também pode manchar roupas e louças, além de danificar encanamentos e eletrodomésticos.

Inclusive, a exposição prolongada ao excesso desse metal pode causar problemas neurológicos, motivo pelo qual é preciso controlar os níveis desse elemento na água potável.

Nos sistemas de distribuição de água, o manganês pode se depositar formando depósitos e biofilmes que podem interferir no fluxo e na qualidade da água. O que pode levar a proliferação de bactérias e outros microrganismos

Águas industriais

 

É preciso remover o manganês da água em diversos processos industriais, para evitar problemas na qualidade do produto final, nos equipamentos e no sistema de distribuição de água. Por exemplo, altas concentrações desse elemento são um problema para a indústria farmacêutica, indústria de alimentos e de bebidas, e para a indústria de celulose.

Portanto, essas e outras indústrias precisam adotar processos de purificação da água, que sejam capazes de remover o manganês e outros minerais, deixando a água em condições apropriadas para o uso específico de seus processos produtivos.

Para realizar essa remoção existem diferentes processos que podem ser utilizados, e a escolha depende do nível de concentração do manganês na água e dos requisitos específicos de cada processo industrial. Por exemplo:

  • É possível usar a troca iônica para fazer uma remoção precisa e controlada.
  • A osmose reversa para remover praticamente todos os minerais dissolvidos na água.
  • Ou eletrodiálise reversa, para fazer uma remoção de altas e médias concentrações, sem uso de produtos químicos, e com pouco desperdício de água.

Conclusão

 

O que é manganês? É um metal normalmente encontrado como mineral na natureza, que pode ser muito útil em algumas situações, até para o próprio tratamento da água. Mas, que em altas concentrações, se torna prejudicial ao consumo humano e para diferentes processos produtivos industriais. Inclusive, em algumas situações, é preciso remover todos os minerais da água, incluindo o manganês, para que a água possa ser utilizada na indústria.

E aqui na BBI Filtração nós temos diversas soluções para remoção e controle dos níveis de manganês na água. Temos produtos para troca iônica, para sistemas de osmose reversa e até mesmo meio filtrante para remover manganês e ferro da água.

Interessado em ter esses produtos na sua indústria ou oferecer para seus clientes? Entre em contato, estamos à disposição para melhor atendê-lo!

Filtro de zeolita

Filtro de zeolita: benefícios e usos no tratamento de água

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O filtro de zeolita é um sistema versátil de filtração de água, que pode se adaptar bem aos mais variados contextos. Desde o tratamento de água para uso humano, até o tratamento de águas industriais e efluentes, a zeolita é uma solução natural amplamente utilizada.

As zeólitas compõem um vasto grupo de minerais de origem vulcânica que, por suas propriedades físico-químicas, funcionam como eficientes agentes de filtração. Assim, as zeólitas são frequentemente incorporadas a sistemas e equipamentos de filtragem.

Por sua capacidade de remover toxinas da água e alta eficiência, a zeolita surge como uma boa alternativa ao carvão mineral, por exemplo, e como você verá no post de hoje, seus usos e aplicações são amplos. Tudo isso sem causar nenhum prejuízo ambiental.

Vale dizer ainda que, embora a zeolita ocorra de forma natural e abundante na natureza, ela também pode ser sintetizada em laboratório. E a opção sintética é a mais empregada, por conter menos impurezas e ser mais eficiente na filtragem. Continue lendo e saiba mais!

O que é o filtro de zeolita e onde pode ser utilizado?

 

O filtro de zeolita é um sistema filtrante que utiliza as zeolitas como meio de filtração. Ele pode ser montado dentro de tanques de fibra, por exemplo, e pode ser incorporada a uma variedade de estruturas diferentes, incluindo:

  • Sistemas de filtração verticais em torres, com o fluxo de água contínuo passando pelo leito de zeolita de cima para baixo;
  • Combinada com outros materiais filtrantes, como areia e antracito, alumínio e sílica, em filtros multicamadas;
  • Utilizada em filtros de leito aberto, sem pressão adicional. Por exemplo, em estações de tratamento de água de menor escala;
  • Em sistemas pressurizados, operando sob pressão. Por exemplo, em processos industriais que requerem alta eficiência na filtração;
  • E em filtros do tipo cartucho, que são compactos e modulares, e a zeolita atua como meio filtrante em cartuchos removíveis.

Como funciona o filtro de zeolita?

 

O filtro de zeolita funciona com base nas propriedades físico-químicas únicas desse mineral, que possui uma estrutura porosa, capacidade de hidratação e uma carga iônica que facilita a remoção de contaminantes específicos. Portanto, a zeolita pode atuar no tratamento de água e efluentes de diferentes formas:

  • Como meio filtrante de troca catiônica: a zeolita tem propriedades iônicas e libera íons de sódio, cálcio, magnésio e potássio, portanto, pode captar íons na água e realiza troca iônica de catíons.
  • Como meio filtrante de adsorção: realiza a retenção de íons através de ligações fracas.
  • Barreira física: os espaços existentes entre os poros desse mineral atuam como uma barreira por si mesmos, retendo impurezas e partículas sólidas;
  • Redução de substâncias orgânicas: a zeolita absorve substâncias orgânicas, compostos nitrogenados e contaminantes que podem alterar as propriedades da água.

Além disso, dependendo do sistema de filtração utilizado, a zeolita pode ser regenerada através de soluções salinas, recuperando suas propriedades de retenção de contaminantes.

 

Usos e aplicações no tratamento de água

 

Usos e aplicações no tratamento de água

 

O filtro de zeolita possui aplicações variadas, devido a suas propriedades versáteis. Um dos usos mais comuns é para fazer a remoção de substâncias e compostos prejudiciais da água, como cloro, ferro, amônia, arsênio, ferro, inseticidas, mercúrio, solventes, entre outros.

Além disso, a zeolita pode eliminar maus odores, melhorar o gosto e a turbidez da água. E é empregada em diferentes contextos, confira:

  • Na indústria de alimentos e bebidas, para assegurar a pureza da água para o processo produtivo;
  • Para tratar água potável;
  • Tratamento de efluentes;
  • Para remover metais pesados da água;
  • Realizar a remoção de contaminantes e óleo da água;
  • Filtrar compostos indesejados nas águas utilizadas na indústria farmacêutica, como amônia e metais pesados;
  • Purificar a água para piscicultura e aquicultura;
  • Para tratar a água utilizada em processos de pintura e lavagem de peças no setor automotivo;
  • Tratar a água do processo produtivo em indústrias químicas, de produtos de limpeza e construção;
  • Para tratar a água utilizada em diferentes processos da agricultura. Por exemplo, para a irrigação e filtragem da água consumida por animais na pecuária.

Vantagens do filtro de zeolita

 

No processo de filtragem, a eficácia aumenta quanto maior o número de poros presentes no meio filtrante. Com sua estrutura altamente porosa e excelente capacidade de troca de cátions, a zeólita oferece uma solução de filtragem extremamente eficiente.

Além disso, normalmente, a zeólita consegue reter partículas menores, proporcionar uma clarificação mais eficiente da água e requer menos frequência de retrolavagens, em comparação com tecnologias semelhantes. E é uma alternativa ambientalmente sustentável aos filtros de carvão mineral.

Para finalizar, o filtro de zeolita apresenta maior resistência a produtos químicos, não fica obstruído com facilidade, ajuda a reduzir ou eliminar a dureza da água e tem uma durabilidade prolongada.

 

Conclusão

 

Com toda a sua versatilidade, o filtro de zeolita é uma solução eficaz, sustentável e recomendada para uso industrial e de tratamento de água. E, se você está precisando de tanques de fibra de vidro para instalar seu filtro de zeolita na sua indústria, ou revender para seus clientes, pode contar com a BBI Filtração.

Clique aqui e confira nossa linha de tanques e componentes para montagem do seu filtro. E lembre-se: estamos sempre à disposição para melhor atendê-lo!

O que é zeolita

O que é zeolita e para que serve? Entenda!

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Você sabe o que é zeolita? Já ouviu falar? Quando o assunto é tratamento de água, a zeolita surge como um elemento de destaque, empregado em vários processos de filtragem. E utilizado até mesmo para enriquecer a água com nutrientes para determinadas situações, como para a criação de peixes em tanques na piscicultura.

Então, para quem está conhecendo os principais elementos filtrantes, é comum ouvir falar na zeolita. Pois, ela de fato é um dos principais meios de filtração disponíveis, e sua ampla gama de aplicações para uso industrial, tratamento de água potável e no agronegócio, faz com que ela seja conhecida, e mencionada diversas vezes.

Mas, o que é zeolita? Para que serve? Quais são seus principais usos? É sobre isso que vamos falar no artigo de hoje. Afinal, a missão da BBI Filtração também é de educar e conscientizar as pessoas sobre as diferentes alternativas que existem para o tratamento de água. Boa leitura!

 

O que é zeolita?

 

A zeólita, também conhecida como zeólito, é um grupo mineral com uma estrutura única, composta por um sistema tridimensional de tetraédros de silício e alumínio, que forma uma rede porosa. Existem mais de 40 tipos de zeolitas, que compartilham características similares.

Como mineral de origem vulcânica, a zeolita se forma a partir do resfriamento e da alteração de rochas oriundas de erupções, como a riolita, quando entram em contato com água rica em íons e outros elementos químicos. É justamente esse processo, denominado de zeolitização, que faz com esse mineral adquira suas características únicas.

A palavra zeolita vem do grego ‘zein’ (ferver) + lithos (pedra), e faz referência a uma qualidade típica dos zeolitos: a impressão de parecerem ferver ao serem colocados em contato com a água. Isso porque, liberam oxigênio durante esse contato, formando bolhas, que dão a impressão de que o mineral está entrando em ebulição.

Quem deu esse nome ao mineral foi o descobridor da zeolita, o mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt em 1756, que observou que ao aquecer um mineral específico, até então desconhecido, este liberava vapor de água, como se estivesse fervendo.

 

Para que serve a zeolita?

 

Para que serve a zeolita

 

Agora que você já sabe o que é zeolita, vamos conhecer quais são as principais utilidades desse mineral. A zeolita é um mineral com alta capacidade para adsorver substâncias, atuar como catalisador e reter água, o que a torna útil em diversas aplicações e finalidades.

Por exemplo, devido a sua estrutura porosa, a zeolita é um eficiente filtro molecular, retendo partículas sólidas e poluentes. Além disso, possui capacidade de troca iônica, sendo útil para reduzir ou neutralizar a água dura, tornando a água potável e própria para diversas aplicações industriais.

Confira as principais aplicações da zeolita:

  • Atua como elemento filtrante em filtros industrias e em estações de tratamento de água;
  • Na redução da dureza da água;
  • Pode ser usada no tratamento de efluentes;
  • É empregado na filtragem de água para consumo humano e de animais;
  • É utilizada na agricultura e pecuária para tratar água para finalidades variadas, como irrigação e criação de peixes;
  • Empregada na secagem e purificação de gases;
  • Controle de poluentes;
  • Refinamento de petróleo;
  • Para condicionar o solo;
  • Possui uso medicinal, sendo empregada na formulação de alguns medicamentos.

Zeolita no tratamento de águas industriais e residenciais

 

Como você já deve imaginar, ao entender o que é zeolita e para que serve, muitas indústrias utilizam filtros de zeolita para o tratamento de água. Nesse contexto, esse mineral é particularmente relevante para ajustar os parâmetros físicos e químicos da água utilizada em processos produtivos. O que é necessário para manter parâmetros de qualidade e cumprir normas regulamentadoras do setor.

Além de ser recomendado como elemento filtrante para o tratamento de águas públicas, a zeolita também é especialmente útil para tratar águas provenientes de lagos, rios, poços artesianos e outros tipos de mananciais. Pois, as águas dessas fontes normalmente apresentam taxas elevadas de manganês, ferro e outros contaminantes.

E a zeolita, assim como o carvão ativado, desempenha um papel de destaque na remoção de impurezas dissolvidas na água, incluindo metais pesados, como o ferro e manganês. Além disso, suas propriedades purificantes deixam a água livre de odores, sabor e alterações de cor.

O método de filtragem por osmose reversa, por exemplo, utiliza a zeolita como elemento filtrante para obter água desmineralizada, totalmente pura, para diversas aplicações industriais e até mesmo laboratoriais.

 

Conclusão

 

A zeólita é um mineral versátil e altamente eficiente, cujas propriedades de adsorção e troca iônica a tornam essencial em diversas aplicações industriais, agrícolas e ambientais. Então, agora que você já sabe o que é zeolita, pode pensar nas utilidades práticas que ela pode ter para sua indústria ou como indicação de filtro para seus clientes.

Mas, além da zeolita, existem muitas outras opções de elementos filtrantes, tanto para uso industrial, quanto para tratamento de água e até para uso residencial. Clique aqui e conheça a linha completa da BBI Filtração, e encontre os produtos que você precisa para o seu negócio!

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