A água pura refere-se à água tratada com um elevado grau de pureza e que cumpre requisitos específicos em termos de ausência de impurezas. Situa-se entre a água potável e a água ultrapura na escala de qualidade e é utilizada em muitas aplicações industriais em que a estabilidade química e a baixa contaminação são cruciais. A água pura é produzida utilizando tecnologias avançadas de tratamento de água que removem as impurezas físicas, químicas e biológicas.
Índice
Definição e propriedades da água pura
Definição de
A água pura é água de processo de alta qualidade que foi tratada através da remoção de sólidos em suspensão, sais, compostos orgânicos, microrganismos e outras impurezas, de modo a cumprir os requisitos específicos para aplicações industriais, médicas ou técnicas.
Propriedades
- Baixa condutividade:
- Na gama de 0,01-10 µS/cm, consoante a aplicação.
- Concentração mínima de sal:
- Redução de iões dissolvidos, como o sódio, o cálcio, o cloreto e o sulfato.
- Isento de matérias e partículas em suspensão:
- Separação de partículas até à gama do micrómetro ou nanómetro.
- Pureza biológica:
- Ausência de microrganismos vivos ou de substâncias orgânicas susceptíveis de perturbar os processos biológicos.
Requisitos para água pura
Os requisitos para a água pura variam muito, dependendo da área de aplicação e da indústria. Os parâmetros e normas típicos incluem
- Condutividade (µS/cm): Medida do teor de sal; influenciada pelos iões dissolvidos.
- Carbono orgânico total (TOC): Resíduos orgânicos que podem prejudicar a estabilidade química.
- Esterilidade: Requisitos para a ausência de microorganismos, especialmente para as indústrias farmacêutica e eletrónica.
- Sem partículas: Remoção de partículas e colóides em suspensão para evitar danos mecânicos ou químicos em processos sensíveis.
Processo para a produção de água pura
1. pré-tratamento
A qualidade da água bruta determina os passos necessários para o pré-tratamento. As etapas típicas de pré-tratamento incluem
- Filtragem:
- Os filtros de areia ou de carvão ativado removem os sólidos em suspensão e as substâncias orgânicas dissolvidas.
- Precipitação e floculação:
- Remoção de substâncias dissolvidas, tais como fosfatos, metais pesados ou silicatos.
- Deciclagem:
- Proteção de membranas sensíveis através de processos químicos ou catalíticos (por exemplo, carvão ativado, sulfito de sódio).
2. dessalinização e esterilização
A remoção dos iões dissolvidos é o passo central na produção de água pura:
- Osmose inversa (RO):
- Processo de membrana que utiliza pressão hidrostática para remover até 99,9% de sais e compostos orgânicos.
- Áreas de aplicação: Redução da condutividade para valores entre 1 e 10 µS/cm.
- Troca de iões:
- Utilização de resinas para remover catiões (por exemplo, Na⁺, Ca²⁺) e aniões (por exemplo, Cl-, SO₄²-).
- Regeneração: permutador de catiões com ácidos (por exemplo, HCl), permutador de aniões com álcalis (por exemplo, NaOH).
- Electrodeionização (EDI):
- Combinação de permuta iónica e corrente eléctrica para remover continuamente os iões.
- Desinfeção UV / Redução de TOC:
- Eliminação de germes por irradiação com luz ultravioleta.
- Redução do COT por radiação UV
Foto: O nosso sistema de permutador de iões ALMA ION com filtro multicamada ALMA FIL a montante
Aplicações da água pura
A água pura é utilizada numa vasta gama de aplicações industriais e técnicas, incluindo
1. indústria eletrónica e de semicondutores
- Requisitos:
- Isento de partículas e substâncias orgânicas, uma vez que mesmo as mais pequenas impurezas podem prejudicar o funcionamento dos componentes electrónicos.
- Domínios de aplicação:
- Limpeza de bolachas e placas de circuitos impressos.
- Processos de produção no fabrico de semicondutores.
2. indústria farmacêutica
- Requisitos:
- Elevada pureza microbiológica e baixa carga orgânica.
- Valores de COT inferiores a 500 µg/L (de acordo com a farmacopeia).
- Domínios de aplicação:
- Fabrico de produtos farmacêuticos e vacinas.
- Limpeza de contentores e sistemas.
3. indústria da energia e das centrais eléctricas
- Requisitos:
- Água com condutividade extremamente baixa para evitar incrustações e corrosão em caldeiras e turbinas a vapor.
- Domínios de aplicação:
- Água de alimentação para caldeiras e turbinas a vapor.
- Água para os circuitos de condensação.
4. indústria alimentar e de bebidas
- Requisitos:
- Água insípida e inodora, isenta de cloro, substâncias orgânicas e germes.
- Domínios de aplicação:
- Produção de bebidas, por exemplo, refrigerantes e água mineral.
- Sistemas e contentores de limpeza.
5. indústria química
- Requisitos:
- Composição constante da água para evitar reacções secundárias.
- Domínios de aplicação:
- Utilizar como solvente ou meio de reação.
- Produção de polímeros, solventes e catalisadores.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa ALMA OSMO com estação de limpeza CIP
Desafios na produção de água pura
Flutuação da qualidade da água bruta
- Desafios:
- A água bruta pode variar consoante a fonte e a estação do ano.
- Solução:
- Sistemas flexíveis de pré-tratamento, como a filtração automática ou a precipitação química.
Incrustações e incrustações
- Desafios:
- Depósitos de sujidade, biofilmes ou sais nas membranas ou resinas.
- Solução:
- Limpeza regular (CIP - Clean-in-Place) e controlo dos parâmetros de funcionamento.
Consumo de energia e de produtos químicos
- Desafios:
- Os processos que consomem muita energia, como a osmose inversa ou o EDI, podem resultar em custos de funcionamento elevados.
- Solução:
- Utilização de bombas energeticamente eficientes e ciclos de regeneração optimizados.
Sustentabilidade
- Desafios:
- Eliminação das águas residuais e dos resíduos dos processos de regeneração.
- Solução:
- Recuperação de produtos químicos de regeneração e reutilização da água de enxaguamento.
Conclusão
A água pura é um componente central de numerosos processos industriais em que é necessária uma elevada pureza e estabilidade química. A sua produção requer uma combinação de processos físicos, químicos e biológicos que devem ser adaptados aos requisitos específicos da aplicação. Com tecnologias avançadas, como a osmose inversa, a permuta iónica e a redução de UV-TOC, é possível atingir os mais elevados padrões de qualidade que cumprem os requisitos técnicos e minimizam o impacto ambiental.
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