A reutilização da água, também conhecida como reciclagem da água, é um componente central da gestão sustentável da água e indispensável para o tratamento industrial da água e das águas residuais. Em tempos de crescente escassez de água e de regulamentos ambientais mais rigorosos, a reutilização de águas residuais tratadas está a tornar-se cada vez mais importante. Permite a conservação dos recursos hídricos naturais, reduz os custos operacionais e minimiza o impacto ambiental através da redução dos volumes de águas residuais.
Índice
Definição e importância da reutilização da água
A reutilização da água refere-se ao tratamento de águas residuais ou de águas de processo para que possam ser novamente utilizadas para um determinado fim. A qualidade da água reutilizada é adaptada aos requisitos da respectiva aplicação, por exemplo, água de refrigeração, água de processo ou água de irrigação.
Vantagens da reutilização da água:
Conservação dos recursos:
- Redução da extração de água doce de fontes naturais, como os rios ou as águas subterrâneas.
Poupança de custos:
- Menores custos de extração e eliminação de água graças aos circuitos fechados.
Sustentabilidade:
- Redução da descarga de águas residuais nas redes públicas de esgotos ou nas massas de água, reduzindo assim a poluição ambiental.
Conformidade com os requisitos legais:
- Apoio no cumprimento de regulamentos ambientais rigorosos e restrições de captação de água.
Princípios tecnológicos da reutilização da água
A reutilização da água exige uma seleção e combinação precisas dos processos de tratamento, de modo a adaptar a qualidade da água reciclada aos requisitos específicos da respectiva aplicação. Estes processos podem ser divididos em categorias físicas, químicas e biológicas, que são frequentemente combinadas para garantir um tratamento ótimo.
1. processos físicos
Filtragem
A filtração é um método físico básico que remove sólidos em suspensão, partículas e outras impurezas da água. É frequentemente utilizada como pré-tratamento para reduzir a carga dos processos a jusante e aumentar a sua eficiência.
- Filtro multimédia ou multicamadas:
- Estes filtros são constituídos por várias camadas de diferentes materiais, como areia de quartzo, antracite ou carvão ativado. Cada camada tem propriedades específicas para remover partículas de diferentes tamanhos e densidades.
- Aplicação: Remoção de sólidos em suspensão, partículas e impurezas grosseiras, por exemplo, durante o pré-tratamento antes dos processos de membrana.
- Vantagens: Robusto, de baixa manutenção e adequado para grandes caudais.
Sistemas de permutadores de iões
Os sistemas de permuta iónica são sistemas físico-químicos potentes que removem iões dissolvidos através de reacções de permuta específicas. Oferecem um controlo preciso da composição da água e são frequentemente utilizados em combinação com outros processos físicos.
Funcionalidade:
- As resinas de permuta iónica ligam catiões específicos (por exemplo, cálcio, magnésio) ou aniões (por exemplo, cloreto, sulfato) e substituem-nos por iões de hidrogénio ou hidróxido.
- Quando as resinas estão saturadas, o sistema é regenerado através da adição de produtos químicos como a soda cáustica (NaOH) ou o ácido clorídrico (HCl).
Domínio de aplicação:
- Amolecimento: Remove os formadores de dureza, como o cálcio e o magnésio, para evitar depósitos.
- Desmineralização: Reduz a condutividade para fornecer água totalmente desmineralizada para aplicações como água de alimentação de caldeiras ou água de processo.
Vantagens:
- Elevada eficiência e seletividade para iões específicos.
- Regenerável, o que reduz os custos de funcionamento.
- Ideal para o pós-tratamento de água em processos exigentes.
Foto: Os nossos filtros multicamada ALMA FIL com permutador de iões ALMA ION a jusante
Processo de membrana
Os processos de membrana utilizam membranas semipermeáveis para remover substâncias dissolvidas e não dissolvidas da água. Oferecem uma elevada eficiência e flexibilidade, especialmente no tratamento de água de processo e água pura.
- Remove partículas, bactérias, vírus e impurezas coloidais através de membranas com poros de 0,01 a 0,1 micrómetros.
- Campo de aplicação: Pré-tratamento para sistemas de osmose inversa e tratamento de água de processo na indústria alimentar e de bebidas, bem como em circuitos de refrigeração.
- Vantagens: Elevada taxa de retenção com baixos custos de funcionamento e manutenção.
- Utiliza alta pressão para forçar a água através de uma membrana que retém sais dissolvidos, compostos orgânicos e micropoluentes.
- Domínio de aplicação: Produção de água pura ou desmineralizada para as indústrias eletrónica, farmacêutica e energética.
- Vantagens: Remove até 99% das substâncias dissolvidas e proporciona uma excelente qualidade da água.
Desinfeção UV
A desinfeção UV utiliza luz ultravioleta para inativar microrganismos como bactérias, vírus e parasitas.
- Como é que funciona: A luz UV destrói o ADN dos microrganismos, impedindo-os de se multiplicarem.
- Campo de aplicação: Desinfeção da água de processo ou como etapa final após processos biológicos e químicos.
- Vantagens: Sem produtos químicos, fácil de instalar e eficaz contra uma vasta gama de germes.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para a reciclagem de água na empresa
2. processos químicos
Precipitação e floculação
Os sistemas de precipitação e floculação baseiam-se em processos químicos/físicos que convertem as impurezas dissolvidas ou coloidais em partículas sólidas que podem depois ser removidas.
Abate:
- Adição de produtos químicos, como sais de ferro ou alumínio, que convertem compostos dissolvidos, como fosfatos ou metais pesados, em sólidos insolúveis.
Floculação:
- Adição de polímeros ou outros floculantes para agregar as partículas formadas em flocos maiores.
- Área de aplicação: Remoção de metais pesados, fosfatos e substâncias orgânicas nas indústrias alimentares e de processamento de metais.
Processo de oxidação
Os processos de oxidação utilizam agentes oxidantes fortes para decompor os compostos orgânicos e os micropoluentes.
Agentes oxidantes utilizados:
- Ozono: Forte agente oxidante que decompõe eficazmente os compostos orgânicos.
- Peróxido de hidrogénio: Frequentemente utilizado em combinação com luz UV ou ozono para gerar radicais hidroxilo.
- Processos de oxidação avançados (AOPs)Processos combinados que utilizam radicais hidroxilo para obter um elevado desempenho de oxidação.
Área de aplicação: Remoção de micropoluentes, tais como resíduos farmacêuticos, pesticidas ou biofilmes.
Foto: O nosso sistema CP com neutralização e filtração por carvão ativado para o pré-tratamento de águas residuais contendo metais pesados antes da osmose inversa
3. processos biológicos
Processo de lamas activadas
O processo de lamas activadas é um processo aeróbio em que os microrganismos decompõem as substâncias orgânicas presentes nas águas residuais.
Funcionalidade:
- Os microrganismos oxidam as substâncias orgânicas num tanque arejado, transformando-as em CO₂ e biomassa.
- O tempo de retenção no tanque de arejamento é decisivo para a eficiência do processo.
Vantagens:
- Redução eficaz da CQO (carência química de oxigénio) e da CBO (carência bioquímica de oxigénio).
- Amplamente utilizado e de funcionamento robusto.
Biofiltração
A biofiltração combina processos biológicos e físicos através da colonização de microrganismos num material de suporte.
Funcionalidade:
- A água flui através de materiais filtrantes nos quais crescem películas bioactivas. Estes microorganismos decompõem os poluentes orgânicos e os nutrientes, como o amónio.
Campo de aplicação: Remoção da contaminação residual no tratamento de águas residuais ou como pré-tratamento para sistemas de osmose inversa.
Vantagens:
- Design compacto.
- Elevado desempenho de extração com baixos custos de funcionamento.
Foto: A nossa biofiltração para o pré-tratamento de águas residuais organicamente contaminadas a montante de um sistema de osmose inversa
Aplicações da reutilização da água
A reutilização da água desempenha um papel central em numerosas indústrias e processos. Contribui para a conservação de recursos, redução de custos e cumprimento de requisitos legais. Os requisitos para a qualidade da água reciclada dependem fortemente da respectiva área de aplicação e determinam a escolha do processo de tratamento. As áreas de aplicação mais importantes são aqui explicadas em pormenor:
1. água de processo
A água de processo é utilizada em processos industriais como um componente direto ou indireto nos processos de produção. Os requisitos de qualidade da água dependem do tipo de processo e dos produtos específicos.
Requisitos:
- Baixa concentração de sal:
- Níveis elevados de sal podem perturbar as reacções químicas ou causar depósitos indesejáveis em máquinas e sistemas.
- Elevada estabilidade química:
- As flutuações no valor do pH ou na condutividade da água podem prejudicar os processos de produção.
Procedimentos típicos:
- Osmose inversa (RO):
- Remoção eficaz de sais dissolvidos e outros iões para garantir uma qualidade de água consistentemente elevada.
- Troca de iões:
- Utilizado em complemento da osmose inversa para remover iões específicos que podem interferir com processos altamente sensíveis.
Aplicações:
- Indústria química: Fornecimento de água para sínteses.
- Produção farmacêutica: fabrico de medicamentos e de princípios activos.
2. água de arrefecimento
A água de arrefecimento é um componente essencial em muitas indústrias, especialmente na produção de energia e na produção química. É utilizada para controlar as temperaturas e proteger os sistemas contra o sobreaquecimento.
Requisitos:
- Baixo teor de sólidos:
- Os sólidos podem provocar depósitos nos permutadores de calor e nos sistemas de refrigeração.
- Baixa condutividade (inferior a 150 µS/cm):
- Uma baixa condutância reduz o risco de corrosão e depósitos, que prejudicam a eficiência dos sistemas de arrefecimento.
Procedimentos típicos:
- Filtro multicamada:
- Eliminar eficazmente os sólidos em suspensão e as partículas susceptíveis de poluir os sistemas.
- Troca de iões:
- Para amaciar e reduzir a condutividade através da remoção de cálcio, magnésio e outros iões condutores.
Aplicações:
- Centrais eléctricas: arrefecimento de turbinas e geradores.
- Instalações químicas: arrefecimento de reactores e processos.
3. água da caldeira
A água da caldeira é utilizada para gerar vapor em processos industriais e centrais eléctricas. Os requisitos de qualidade da água são particularmente elevados, uma vez que as impurezas podem provocar corrosão e depósitos nas caldeiras e tubagens.
Requisitos:
- Dureza extremamente baixa:
- Evita a formação de incrustações e depósitos.
- Concentrações de sal muito baixas:
- Minimiza o risco de corrosão e problemas de condutividade.
Procedimentos típicos:
- Osmose inversa:
- Remove os sais dissolvidos e os compostos orgânicos como precursor.
- Troca de iões:
- Para a produção de água desmineralizada (água desmineralizada) por permuta de catiões e aniões.
Aplicações:
- Produção de eletricidade: Turbinas a vapor e caldeiras.
- Indústria química e petroquímica: injeção de vapor para processos de produção.
4. água para a indústria alimentar e de bebidas
Na indústria alimentar e de bebidas, os requisitos para a qualidade da água são particularmente elevados, uma vez que a água entra em contacto direto ou indireto com os produtos.
Requisitos:
- A mais alta pureza:
- Contaminantes como metais pesados, germes e substâncias orgânicas não são permitidos, pois podem prejudicar a qualidade dos produtos finais.
- Isento de germes e resíduos orgânicos:
- A higiene e a segurança alimentar estão no centro das atenções.
Procedimentos típicos:
- Ultrafiltração (UF):
- Remoção de bactérias, vírus e partículas em suspensão para garantir a pureza microbiológica.
- Osmose inversa (RO):
- Para a desmineralização e a eliminação de poluentes orgânicos e inorgânicos.
- Desinfeção por UV:
- Desinfeção sem produtos químicos para inativar os microrganismos.
Aplicações:
- Produção de bebidas: produção de refrigerantes, cerveja e água mineral.
- Produção alimentar: limpeza de equipamentos e ingredientes, produção de produtos como sopas ou molhos.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para a reciclagem de água na empresa
Planeamento e otimização de instalações de reciclagem de água
Análise da qualidade da água
- Análise pormenorizada das propriedades químicas, físicas e biológicas das águas residuais.
Dimensionamento do sistema
- Conceção da capacidade de tratamento com base no caudal volúmico e na carga de entrada.
Integração de processos
- Integração da unidade de reciclagem de água nos processos de produção existentes, a fim de criar ciclos fechados de água.
Acompanhamento e controlo
- Tecnologia automatizada de sensores e controlo de processos para garantir o cumprimento das normas de qualidade da água.
Conclusão
A reutilização da água é um passo decisivo para uma gestão da água mais sustentável e eficiente em termos de recursos. Através da utilização orientada de tecnologias modernas, como os processos de membrana, a biofiltração e os sistemas CP, as empresas podem utilizar os seus recursos hídricos de forma eficiente, reduzir os custos operacionais e cumprir os requisitos ambientais.
Na indústria, em particular, a reutilização da água oferece uma vasta gama de oportunidades para criar ciclos fechados, reduzir os volumes de águas residuais e, ao mesmo tempo, garantir um abastecimento fiável de água de processo. O planeamento cuidadoso e a monitorização regular dos processos de reciclagem são essenciais para garantir uma elevada qualidade da água e uma eficiência operacional a longo prazo.
Para mais informações sobre os nossos produtos, não hesite em contactar-nos a qualquer momento!
