A osmose inversa faseada de permeado (PSRO) é um desenvolvimento especializado do sistema clássico de osmose inversa que visa maximizar a recuperação de água e otimizar o consumo de energia. Este processo é utilizado principalmente em aplicações industriais, como a dessalinização da água do mar, o tratamento de águas residuais e o tratamento de águas de processo. Este artigo descreve em pormenor os antecedentes técnicos, a conceção, as vantagens, os desafios e as soluções da osmose inversa em fase de permeação.
Índice
Fundamentos técnicos
Princípio de funcionamento da osmose inversa em fase de permeação
Em contraste com a osmose inversa clássica, a osmose inversa em fase de permeação utiliza o permeado de uma primeira fase de osmose inversa como água de alimentação para uma segunda fase. Isto permite que a qualidade da água do permeado seja melhorada ou adaptada a requisitos específicos. Este escalonamento permite:
Maior pureza: Ao re-filtrar o permeado, os resíduos de substâncias dissolvidas são quase completamente removidos.
Utilização eficiente dos recursos: O sistema faz uma utilização óptima da energia e da infraestrutura, especialmente em aplicações com elevados requisitos de pureza.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa de fase concentrada ALMA OSMO Process, instalado no contentor da sala técnica ALMA Modul
Construção de um sistema de osmose inversa em fase de permeação
Um sistema típico é composto por:
Primeira fase: Osmose inversa clássica com uma elevada taxa de retenção de sais para reduzir a contaminação principal da água bruta.
Tratamento intermédio: Facultativo, para condicionar o permeado da primeira fase (por exemplo, por ajuste do pH ou filtração fina).
Segunda fase: Processamento do permeado da primeira fase através de membranas com maior eficiência para parâmetros-alvo específicos.
É controlado por sistemas de controlo sofisticados que monitorizam a pressão, o caudal e a qualidade da água em tempo real.
Domínios de aplicação
1. indústria de semicondutores e eletrónica
Produção de água ultrapura (UPW): Para processos de produção em que mesmo as mais pequenas impurezas (como silicatos, bactérias ou resíduos orgânicos) podem levar a avarias.
2. indústria farmacêutica
Produção de água para injeção (WFI): A osmose inversa em fase permeável oferece uma alternativa segura e económica aos processos de destilação tradicionais.
3. Água de alimentação das centrais eléctricas e das caldeiras
Produção de água ultra-pura: Para evitar a formação de incrustações e a corrosão.
4. dessalinização da água do mar
Produção de água potável com uma concentração residual de sal extremamente baixa para aplicações exigentes.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para o tratamento de águas residuais para reutilização interna (Water-ReUse)
Vantagens da osmose inversa em fase de permeação
1. Maior pureza da água
Doppelte Filtration sorgt für Permeat mit extrem niedrigen Leitfähigkeitswerten (< 0,1 µS/cm).
Reduz impurezas específicas como o boro, o silicato ou o TOC (Carbono Orgânico Total).
2. eficiência energética
A necessidade de pressão do segundo estágio é menor, pois o permeado do primeiro estágio já está quase livre de sólidos e sais dissolvidos.
3. flexibilidade e escalabilidade
A conceção modular permite a personalização de acordo com requisitos específicos e a expansão simples à medida que as necessidades de capacidade aumentam.
4. economia de custos
Redução do consumo de produtos químicos no pré e pós-tratamento.
Carga reduzida nas etapas de tratamento subsequentes, como a electrodeionização (EDI).
Desafios na prática
1. custos de investimento adicionais
A construção de uma segunda fase requer membranas, bombas e componentes de controlo adicionais.
2. complexidade de controlo alargada
A otimização da coordenação das duas fases exige um acompanhamento e um controlo precisos para evitar perdas de eficiência.
3. escamação e incrustação
As impurezas orgânicas e inorgânicas podem contaminar as membranas na segunda fase. Este facto exige um pré-tratamento sofisticado da água de alimentação.
4. gestão de produtos químicos
Apesar da reduzida utilização de produtos químicos, a dosagem direcionada é essencial para o ajuste do pH e a aplicação de anti-incrustante.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para a produção de água desmineralizada, incluindo o sistema de amaciamento
Exemplo prático: Utilização de um sistema de osmose inversa em fase de permeação na indústria de semicondutores
Um fabricante de semicondutores necessita de água com requisitos de pureza extremamente elevados para a produção de células solares, por exemplo.
Situação inicial
Água bruta: Água da torneira com TDS de 300 mg/l e TOC de 2 mg/l.
Erforderliche Wasserqualität: TOC < 0,05 mg/l, Leitfähigkeit < 0,05 µS/cm.
Solução
Primeira fase: Redução de TDS para 10 mg/l e TOC para 0,2 mg/l.
Zweite Stufe: Weitere Entfernung von Spurenstoffen, Erreichen einer Leitfähigkeit von < 0,1 µS/cm.
Pós-tratamento: Integração de um sistema EDI para o polimento final.
Resultados
Cumprimento de todos os regulamentos legais e normas específicas do sector.
Redução do consumo de água em 30 % através da gestão optimizada da circulação.
Poupança de custos de 20 % em comparação com processos alternativos.
Conclusão
A osmose inversa em fase de permeação é uma tecnologia altamente especializada que é indispensável em aplicações com requisitos de pureza extremamente elevados. Oferece uma combinação eficaz de eficiência, flexibilidade e conservação de recursos. Apesar dos custos de investimento mais elevados, estes sistemas são rapidamente amortizados através de poupanças nos custos de funcionamento e de uma maior fiabilidade do processo.
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