A bioincrustação refere-se à incrustação biológica de superfícies em estações de tratamento de água, particularmente em membranas, tubagens, permutadores de calor e outros componentes que entram em contacto com a água. É causada pelo crescimento e acumulação de microrganismos, como bactérias, algas, fungos e outros biofilmes, que se acumulam nas superfícies e formam uma camada de lodo (biofilme). Este processo pode afetar significativamente a eficiência dos sistemas de tratamento de água, aumentar os custos de funcionamento e manutenção e encurtar o ciclo de vida das membranas e de outros componentes do sistema.
Índice
Contexto técnico
A bioincrustação ocorre frequentemente em sistemas de filtração por membranascircuitos de água de arrefecimento e outros sistemas que contêm água, uma vez que os microrganismos são transportados através da água e podem colonizar superfícies que recebem nutrientes durante o funcionamento. A bioincrustação é particularmente problemática em sistemas de membranas como a osmose inversa (OR) ou a nanofiltração, uma vez que bloqueia os poros das membranas e reduz drasticamente o caudal e a eficiência da filtração. Nos circuitos de arrefecimento e nos permutadores de calor, a bioincrustação conduz a uma redução do desempenho da transferência de calor e pode aumentar o risco de corrosão.+
Foto: Sistema de osmose inversa ALMA BHU BiosS-Treat para recuperação de água de processo a partir de águas residuais
Causas e mecanismos da bioincrustação
O biofouling começa normalmente com a colonização de microrganismos em superfícies em contacto com a água. Num curto espaço de tempo, estes microrganismos formam um biofilme, que se torna mais denso à medida que as bactérias se multiplicam e que as substâncias orgânicas e os sedimentos se acumulam. Os mecanismos típicos que levam ao biofouling são
Adsorção de substâncias orgânicas: Os compostos orgânicos dissolvidos na água constituem um terreno ideal para a reprodução de microrganismos. Estas substâncias aderem às superfícies onde promovem o crescimento de biofilmes.
Proliferação bacteriana: As bactérias começam a multiplicar-se na superfície e formam uma camada densa e viscosa que impede o fluxo de água e prejudica o desempenho da membrana.
Formação de biofilme: Com o tempo, o biofilme cresce em espessura e densidade, o que reduz ainda mais a permeabilidade das membranas e aumenta as pressões de funcionamento nos sistemas de membranas.
Formação de depósitos e sedimentos: Para além da componente microbiológica, podem também acumular-se sedimentos e partículas no biofilme, o que agrava ainda mais o problema.
Efeitos da bioincrustação
Redução dos caudais: Nos sistemas de membranas, a bioincrustação leva à obstrução dos poros da membrana, o que reduz o caudal de permeado (água filtrada) e prejudica a eficiência do sistema.
Aumento da pressão de funcionamento: Como a bioincrustação reduz a permeabilidade das membranas, a pressão de funcionamento tem de ser aumentada para bombear a quantidade de água desejada. Isto leva a um maior consumo de energia e a um desgaste mais rápido das membranas.
Corrosão e depósitos: Nos circuitos de refrigeração, os depósitos orgânicos causados pela bioincrustação podem levar à ocorrência de corrosão sob o biofilme, uma vez que certas áreas deixam de ser abastecidas uniformemente com líquido de refrigeração.
Aumento dos custos de manutenção: São necessários ciclos de limpeza frequentes e a utilização de produtos químicos para combater a bioincrustação. Isto aumenta os custos de manutenção e de funcionamento e conduz a períodos de inatividade do sistema.
Foto: Bioincrustação numa superfície de transferência de calor
Prevenção e controlo da bioincrustação
A luta contra o biofouling requer uma combinação de medidas preventivas e de processos de limpeza química especificamente adaptados à respectiva instalação e ao sistema de tratamento de água. A ALMAWATECH propõe uma gama de produtos para a prevenção e o controlo do biofouling sob a marca ALMA AQUA:
1. limpador de membranas e anti-incrustantes ALMA AQUA para sistemas de membranas
Os produtos para membranas ALMA AQUA (produtos de limpeza de membranas e anti-incrustantes) são produtos químicos especialmente desenvolvidos para a limpeza de sistemas de membranas e para a prevenção de depósitos e bioincrustações. Os anti-incrustantes previnem a formação de depósitos de calcário e sedimentos orgânicos, enquanto os produtos de limpeza de membranas removem eficazmente biofilmes e incrustações orgânicas do sistema.
Anti-incrustantes: Estas substâncias impedem a formação de depósitos de incrustações nas superfícies das membranas, que constituem frequentemente a base da bioincrustação. A utilização de anti-incrustantes suprime a formação de um biofilme, uma vez que a adesão de substâncias orgânicas e inorgânicas é dificultada.
Produtos de limpeza de membranas: Estes produtos de limpeza removem eficazmente biofilmes, substâncias orgânicas e outras impurezas das membranas. Os processos de limpeza regulares ajudam a manter o desempenho das membranas e a manter a pressão de funcionamento baixa.
2. bioinibidores e biocidas da água de arrefecimento do ALMA AQUA
Nos circuitos de água de refrigeração, o controlo da bioincrustação é igualmente importante para manter o desempenho da transferência de calor e evitar a corrosão. Os bioinibidores e biocidaspara água de arrefecimento ALMA AQUA são produtos químicos altamente eficazes que foram especialmente desenvolvidos para prevenir a bioincrustação.
Bioinibidores: Estes produtos impedem o crescimento de microrganismos através da inibição do crescimento de biofilme. A utilização de bioinibidores reduz a acumulação de bioincrustações, o que aumenta a eficiência dos sistemas de refrigeração.
Biocidas: Os biocidas matam os microrganismos existentes e impedem a sua multiplicação. Em combinação com inibidores de corrosão, estabilizadores de dureza e dispersantes, os biocidas ajudam a garantir a estabilidade química da água de arrefecimento e a controlar eficazmente a bioincrustação.
Foto: Membrana do ALMA AQUA e fluido de funcionamento da água de arrefecimento do ALMA AQUA
Sistemas de biofiltração para a redução do biofouling
A ALMAWATECH oferece o ALMA BHU BAF e o ALMA BioFil Compact duas soluções especializadas de biofiltração que não só são utilizadas para o tratamento biológico de águas residuais e de águas de processo, como também contribuem eficazmente para a redução da bioincrustação nos sistemas de membranas a jusante. O ALMA BHU BAFconcebido para caudais de água até 1.000 m³/h, e o ALMA BioFil Compactpara caudais mais pequenos de águas residuais até 100 m³/h, utilizam meios filtrantes especialmente preparados que promovem um elevado nível de atividade biológica.
A degradação direcionada de resíduos orgânicos e nutrientes, que normalmente favorecem o crescimento de biofilmes, reduz significativamente a carga orgânica da água antes da filtração por membrana. Isto minimiza o risco de bioincrustação e prolonga a vida útil das membranas, o que também reduz os custos de funcionamento e o esforço de limpeza. Graças à nitrificação e desnitrificação eficientes, estes sistemas também contribuem para a remoção de compostos de azoto, o que também inibe o crescimento de biofilmes nos sistemas de membranas.
Vantagens dos produtos ALMA AQUA e das soluções de biofiltração
Prevenção efectiva da bioincrustação: Através da utilização de bioinibidores e biocidas ou sistemas de biofiltração o crescimento de microorganismos é suprimido antes da formação de um biofilme. Em particular, a biofiltração reduz os resíduos orgânicos e os nutrientes que favorecem a bioincrustação, o que aumenta significativamente a eficiência operacional dos sistemas.
Desempenho optimizado do sistema: Limpeza regular com os produtos de limpeza de membranas ALMA AQUA e a utilização orientada de biofiltração (por exemplo, com ALMA BHU BAF ou ALMA BioFil Compact) garante que as membranas em sistemas de osmose inversa e nanofiltração permanecem livres de bloqueios, o caudal permanece estável e a vida útil das membranas é prolongada.
Conclusão
A bioincrustação é um problema comum em sistemas de membranascircuitos de água de arrefecimento e outros sistemas que contêm água, o que pode levar a perdas de desempenho, custos de funcionamento mais elevados e problemas de corrosão. Ao utilizar os produtos de limpeza de membranas produtos de limpeza de membranas ALMA AQUAbioinibidores e biocidas, bem como um sistema de biofiltração (como o ALMA BHU BAF ou o ALMA BioFil Compact), a ALMAWATECH oferece uma solução completa para a prevenção e o controlo do biofouling.
Estes produtos e sistemas ajudam a otimizar o desempenho do sistema, a reduzir os custos operacionais e a prolongar a vida útil dos componentes do sistema, minimizando a manutenção. A combinação de soluções químicas e de pré-tratamento biológico constitui uma estratégia eficaz para controlar de forma sustentável a bioincrustação e maximizar a eficiência dos modernos sistemas de tratamento de água e de águas residuais.
