O termo "concentrado" refere-se à parte de um fluxo de água que tem uma elevada concentração de substâncias dissolvidas e não dissolvidas após um processo de separação física, química ou mecânica, como a osmose inversa. No tratamento de águas industriais e de águas residuais, o manuseamento e a eliminação do concentrado é um desafio fundamental. Este artigo fornece uma visão abrangente dos aspectos técnicos, químicos e operacionais dos concentrados, centrando-se na sua formação, composição e tratamento.
Índice
Fundamentos técnicos
Criação de concentrado
O concentrado é produzido em numerosos processos de tratamento de água e de águas residuais, incluindo
Processo de membrana: Nos sistemas de osmose inversa (OR) ou de nanofiltração, a água bruta é dividida em duas correntes: Permeado (água purificada) e concentrado.
Permuta iónica: A regeneração das resinas de permuta iónica produz soluções de salmoura concentradas.
Evaporadores e cristalizadores: Estes sistemas concentram substâncias dissolvidas através da evaporação da água.
O fluxo de concentrado contém as substâncias que foram removidas da água durante o processo numa concentração significativamente mais elevada.
Composição química
A composição do concentrado depende em grande medida do tipo de água bruta e do processo de separação utilizado. Os componentes típicos são
Sais: cloretos, sulfatos, nitratos, carbonatos.
Metais pesados: cobre, níquel, zinco, crómio.
Substâncias orgânicas: TOC (Carbono Orgânico Total), compostos orgânicos dissolvidos.
Sólidos: colóides, partículas não dissolvidas.
Compostos especiais: Anti-incrustantes, biocidas ou outros produtos químicos utilizados no processo de tratamento.
Desafios na prática
1. custos de eliminação
A eliminação do concentrado é dispendiosa, uma vez que as elevadas concentrações de substâncias dissolvidas excluem frequentemente a descarga direta em massas de água ou no sistema de esgotos. O cumprimento dos limites legais exige fases de tratamento adicionais.
2. proteção do ambiente
O concentrado não tratado pode causar problemas ambientais, incluindo
Eutrofização: Através de nitratos e fosfatos.
Toxicidade: Os metais pesados e os poluentes orgânicos podem poluir os ecossistemas.
Poluição salina: Os cloretos e os sulfatos aumentam a concentração de sal nas massas de água.
3. problemas de funcionamento
O tratamento do concentrado pode influenciar a gestão da empresa:
Incrustação: A deposição de sais como o carbonato de cálcio ou o sulfato de bário nas tubagens.
Corrosão: Concentrações elevadas de sal promovem a corrosão de componentes metálicos.
Incrustação: As substâncias orgânicas e os microrganismos podem formar depósitos.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa de fase concentrada ALMA OSMO Process, instalado no contentor da sala técnica ALMA Modul
Métodos de tratamento do concentrado
A escolha do método de tratamento depende da composição do concentrado e dos requisitos legais. As abordagens típicas são
1. diluição e introdução
Em regiões com elevados caudais de água, o concentrado pode ser diluído e descarregado diretamente, desde que sejam respeitados os limites legais. No entanto, isto só é possível com baixas concentrações e componentes compatíveis com o ambiente.
2. unidades adicionais para a recuperação de materiais
Cristalização: Para a recuperação de sais como o cloreto de sódio ou o sulfato de cálcio.
Recuperação de metais: Os metais pesados podem ser removidos do concentrado através de processos químicos ou electroquímicos.
3. tecnologias avançadas de evaporação
Os evaporadores e cristalizadores reduzem significativamente o volume do concentrado e produzem material sólido seco que é mais fácil de eliminar. No entanto, estas tecnologias consomem muita energia.
4. expansão da concentração com base em membranas
Os processos baseados em membranas, como a ultrafiltração, a nanofiltração ou a osmose inversa, podem ser complementados por fases de concentrado.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para o tratamento de águas residuais para reutilização interna (Water-ReUse)
Conclusão
Os concentrados representam um desafio técnico e económico no tratamento de águas industriais. A utilização orientada de tecnologias inovadoras e a combinação de diferentes processos podem minimizar o impacto no ambiente e nas operações. Uma análise detalhada da composição e dos fluxos de volume é crucial para desenvolver soluções óptimas.
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