Dispersantes são produtos químicos especiais utilizados no tratamento de água e de águas residuais para melhorar a distribuição de partículas finas e sedimentos num líquido e para evitar que as partículas se aglomerem ou floculem. Na tecnologia da água industrial e no tratamento de águas residuais, os dispersantes evitam a formação e a deposição de sólidos nas superfícies, o que desempenha um papel importante nos sistemas de circulação, tubagens e permutadores de calor. A sua aplicação é particularmente relevante para tratamento de água de arrefecimento, tratamento de água de caldeiras e para sistemas de tratamento de água com membranaspara reduzir o risco de incrustações e incrustações.

Contexto técnico e função dos dispersantes

Os dispersantes funcionam modificando a carga superficial das partículas ou formando uma película protetora eletrostática à volta das partículas. Isto gera forças repulsivas que impedem as partículas de se colarem umas às outras e de se combinarem para formar agregados maiores. Estes mecanismos apoiam a distribuição estável de sólidos na água e ajudam a minimizar os depósitos nas estações de tratamento de água.

Mecanismos de dispersão

1. Estabilização eletrostática:

   • Os dispersantes influenciam a carga superficial das partículas na solução. Esta carga gerada leva à repulsão eletrostática entre as partículas, o que evita a aglomeração. Esta propriedade é particularmente importante para evitar depósitos em áreas de fluxo estreito.

2. Estabilização estérica:

   • Alguns dispersantes acumulam-se numa camada à volta das partículas e criam uma barreira estérica que separa as partículas umas das outras. Esta barreira impede que as partículas se aproximem umas das outras, formando assim agregados ou depósitos maiores.

3. Alteração da superfície da partícula:

   • Os dispersantes alteram as propriedades da superfície das partículas e tornam-nas mais hidrofílicas, o que melhora a sua distribuição na água. Especialmente em sistemas com condições de água dura, em que os iões de cálcio e magnésio tendem a precipitar, os dispersantes impedem que estas partículas atinjam as superfícies e se depositem.

Tipos de dispersantes e suas aplicações específicas

Os dispersantes podem ser divididos em diferentes categorias, consoante o tipo de tratamento da água e a estrutura química:

1. Dispersantes aniónicos:

   • Os dispersantes aniónicos têm uma carga negativa e são adequados para estabilizar partículas que têm uma carga superficial positiva. São frequentemente utilizados em sistemas de arrefecimento e no tratamento de água de caldeiras para evitar a formação de depósitos de carbonato de cálcio e magnésio.

2. Dispersantes catiónicos:

   • Estes dispersantes de carga positiva são utilizados em aplicações em que as partículas têm uma carga negativa. No tratamento de águas residuais, os dispersantes catiónicos podem ser úteis na prevenção da formação de flocos no tratamento de águas residuais industriais.

3. Dispersantes não iónicos:

   • Os dispersantes não-iónicos não têm carga e são estáveis numa vasta gama de condições de pH. Estes dispersantes são úteis para aplicações em que as superfícies das partículas têm cargas diferentes ou o pH varia muito. São muito utilizados em sistemas de membranas em que a composição da água é variável.

4. Dispersantes à base de polímeros:

   • Os dispersantes poliméricos, como os poliacrilatos e os polifosfatos, têm longas cadeias moleculares que se enrolam à volta das partículas e criam obstáculos estéricos. São particularmente eficazes contra depósitos de cálcio e magnésio e são adequados para tratamentos de água de arrefecimento e de caldeiras.

Aplicações dos dispersantes na prática

Os dispersantes desempenham um papel importante em vários processos de tratamento de águas industriais, a fim de melhorar a eficiência dos sistemas e minimizar o risco de depósitos e incrustações.

1. Tratamento da água de arrefecimento:

   • Os dispersantes são utilizados em sistemas de arrefecimento abertos e fechados para evitar a acumulação de carbonato de cálcio, sais de magnésio e outros sólidos minerais. A adição de dispersantes mantém a água de arrefecimento limpa e mantém a eficiência da transferência de calor, reduzindo os custos de funcionamento e prolongando a vida útil do sistema.

2. Tratamento da água da caldeira:

   • Nos sistemas de caldeiras, os dispersantes evitam a formação de depósitos nos permutadores de calor e nas superfícies de aquecimento, o que prejudicaria a transferência de calor. Especialmente em sistemas com água dura, onde os iões de cálcio e magnésio tendem a precipitar, os dispersantes são essenciais para maximizar o desempenho da caldeira e minimizar o tempo de inatividade devido à limpeza.

3. Processos com membranas no tratamento de águas:

   • Nos sistemas de osmose inversa e ultrafiltração, os dispersantes evitam a incrustação das membranas por sólidos e colóides. Ao utilizar dispersantes, a vida útil das membranas pode ser prolongada, uma vez que o risco de entupimento e a redução da taxa de filtração são reduzidos. Os dispersantes funcionam frequentemente em sinergia com anti-incrustantes.

4. Indústria têxtil e de tinturaria:

   • O processamento têxtil e o tingimento produzem frequentemente águas residuais com elevadas concentrações de sólidos, o que pode levar a depósitos e descoloração. Os agentes dispersantes evitam a formação de depósitos e ajudam a manter as instalações de produção limpas. Também ajudam a garantir que as partículas de corante permaneçam dispersas na água e não se depositem nas superfícies das máquinas.

5. Indústria do papel e da pasta de papel:

   • Na produção de papel, os dispersantes evitam a acumulação de cargas, argila e fibras nas máquinas e superfícies. Isto leva a uma produção mais eficiente, reduz a manutenção e minimiza o tempo de inatividade.