O termo "permeado" refere-se à água purificada que passa através de uma membrana enquanto as impurezas são retidas. O permeado desempenha um papel crucial no tratamento de águas industriais, particularmente em processos de membrana como a osmose inversa (OR), a nanofiltração (NF) e a ultrafiltração (UF). Este artigo fornece uma visão abrangente das propriedades, produção e aplicações do permeado, bem como dos desafios associados à sua produção.
Índice
Fundamentos do permeado
O permeado é o resultado de um processo de separação por membranas em que a água é passada através de uma membrana semi-permeável sob pressão. À medida que a água passa através da membrana, os sais dissolvidos, as partículas, os microrganismos e outras impurezas permanecem no chamado retentado.
Propriedades importantes do permeado:
Leitfähigkeit: Ein Indikator für die Reinheit; typischerweise < 10 µS/cm für technische Anwendungen und < 0,1 µS/cm für Reinstwasser.
Gesamtgehalt gelöster Feststoffe (TDS): In der Regel < 10 mg/l.
TOC (Carbono Orgânico Total): Teor mínimo de compostos orgânicos, inferior a 0,1 mg/l consoante a aplicação.
Isento de partículas: isento de partículas em suspensão e de colóides.
Pureza microbiológica: Ausência de bactérias, vírus e outros microrganismos.
Produção de permeado
O permeado é produzido em várias etapas, que variam consoante a qualidade da água bruta e a utilização pretendida. Os processos mais comuns incluem
1. pré-tratamento da água bruta
O pré-tratamento é crucial para proteger as membranas contra incrustações e incrustações e para garantir uma qualidade consistente do permeado. Os passos típicos incluem:
Filtração: Remoção de sólidos e partículas em suspensão.
Dosagem de anti-incrustantes: Evita a incrustação devida a sais pouco solúveis, como o carbonato de cálcio ou o sulfato de bário.
Filtragem por carvão ativado: Reduz os compostos orgânicos e o cloro que podem danificar as membranas.
Foto: O nosso sistema de filtração com permuta iónica a jusante
2. processo de membrana
Dependendo dos requisitos, são utilizadas diferentes tecnologias de membranas:
Osmose inversa (RO): Remove até 99% dos sais dissolvidos e substâncias orgânicas. A osmose inversa é o método preferido para produzir um permeado de elevada pureza.
Nanofiltração (NF): Reduz os iões divalentes, como o cálcio e o magnésio, de uma forma direcionada e é frequentemente utilizada no amaciamento da água.
Ultrafiltração (UF): Remove sólidos em suspensão, microorganismos e colóides, mas não sais dissolvidos.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para o tratamento de águas residuais, águas fluviais e águas de processo
3. polimento
Após a filtração por membrana, o permeado pode ser sujeito a outras etapas de tratamento, de modo a cumprir requisitos específicos:
Electrodeionização (EDI): elimina os últimos vestígios de iões e aumenta a pureza.
Desinfeção UV: Elimina a contaminação microbiológica.
Carvão ativado ou permutadores de iões: removem resíduos orgânicos e outros iões.
Foto: O nosso sistema UV para desinfeção e redução de TOC
Aplicações do permeado
O permeado é utilizado numa variedade de indústrias e processos em que é necessária uma elevada qualidade da água:
1. indústria alimentar e de bebidas
Produção de bebidas, como refrigerantes e cerveja, em que a qualidade consistente da água é crucial.
Processos de limpeza que requerem água sem resíduos.
2. indústria farmacêutica
Produção de medicamentos e vacinas em que a água da mais alta pureza é utilizada como matéria-prima e agente de limpeza.
Preparação de água para injeção (WFI).
3. indústria eletrónica e de semicondutores
Limpeza de wafers e placas de circuitos impressos, onde até as mais pequenas impurezas podem levar a erros de produção.
Produção de água ultrapura para processos químicos.
4. produção de energia
Utilizada como água de alimentação de caldeiras em centrais eléctricas para evitar depósitos e corrosão.
Utilizar em sistemas de refrigeração fechados para evitar reacções químicas e incrustações.
5. tratamento de águas residuais
Reutilização de águas residuais tratadas em processos industriais.
Redução do consumo de água doce através da recirculação.
Desafios na produção de permeado
Apesar dos avanços na tecnologia das membranas, há desafios que precisam de ser ultrapassados na produção de permeado:
1. incrustações e incrustações
Os depósitos nas membranas podem reduzir o caudal e aumentar os custos de funcionamento.
É necessária uma limpeza a seco regular e um pré-tratamento eficaz.
2. consumo de energia
Na osmose inversa, em particular, a energia necessária para as bombas de alta pressão é um fator de custo significativo.
Permutadores de pressão eficientes e a otimização do processo podem reduzir o consumo de energia.
3. vida útil das membranas
As membranas são susceptíveis de sofrer danos mecânicos e químicos.
O controlo e a manutenção regulares prolongam a vida útil.
Perspectivas futuras
A tecnologia de produção de permeados está em constante evolução para aumentar a eficiência e minimizar o consumo de recursos. As tendências mais importantes incluem
Novos materiais de membrana: Maior resistência à incrustação e caudais mais elevados.
Digitalização: utilização de sensores e de inteligência artificial para otimizar o controlo dos processos.
Processo híbrido: Combinação de processos de membrana com outras tecnologias, como a eletrodiálise ou a destilação por membrana.
Conclusão
O permeado é um componente indispensável dos processos industriais modernos em que é necessária uma elevada pureza da água. A sua produção requer uma combinação de tecnologias avançadas e uma monitorização eficaz do processo. A inovação contínua torna possível aumentar a eficiência e satisfazer os requisitos de várias indústrias.
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