Técnicas de membrana para o tratamento industrial de água e de águas residuais

O processo de membrana adequado depende dos componentes da água e da qualidade desejada da água produzida. Para a remoção de sólidos e colóides, recorre-se frequentemente à microfiltração ou à ultrafiltração. A nanofiltração pode ser adequada para a dessalinização parcial e a separação seletiva de iões, enquanto a osmose inversa é utilizada quando é necessária uma dessalinização profunda.

Para uma seleção fiável, são necessários, nomeadamente, a análise da água, o caudal, o rendimento pretendido e a qualidade pretendida.

A nanofiltração pode ser útil quando não é necessária uma dessalinização completa e se pretende reduzir especificamente iões multivalentes, agentes de dureza ou determinadas substâncias orgânicas dissolvidas de maior dimensão.

As aplicações típicas incluem a amaciamento, a desalinação parcial e a redução de sulfatos. Por outro lado, para uma redução significativa da carga total de sais, a osmose inversa é, em regra geral, mais adequada.

Sim. As etapas de membrana podem, frequentemente, ser integradas em instalações existentes de tratamento de água e de águas residuais. Exemplos típicos incluem a ultrafiltração a montante de um sistema de osmose inversa já existente, uma etapa adicional de osmose inversa para melhorar a qualidade do permeado ou uma etapa de nanofiltração para a dessalinização seletiva parcial.

São determinantes o pré-tratamento existente, as reservas hidráulicas e a qualidade da água de alimentação.

O rendimento alcançável varia consoante o projeto e depende, entre outros fatores, da salinidade, dos agentes de dureza, do silicato, do potencial de formação de incrustações, da temperatura e da configuração do sistema. Por isso, não faz sentido estabelecer um valor genérico para instalações industriais.

Na conceção, o rendimento tecnicamente e economicamente adequado é escolhido de forma a que a carga da membrana, a quantidade de concentrado e a estabilidade de funcionamento estejam em equilíbrio.

A formação de incrustações é limitada, sobretudo, através de um pré-tratamento adequado, da escolha correta da membrana e de condições de funcionamento controladas. Dependendo da água, podem ser necessários, por exemplo, a filtração, a ultrafiltração, o carvão ativado, o tratamento biológico ou o pré-tratamento físico-químico.

Além disso, é importante monitorizar a pressão, o caudal e a qualidade do permeado, bem como proceder à limpeza das membranas de acordo com as necessidades.

A formação de incrustações ocorre quando os sais pouco solúveis presentes no concentrado ultrapassam o seu limite de solubilidade. O risco é avaliado na fase de conceção com base na análise da água e no rendimento previsto.

As medidas possíveis incluem a dedurização, o ajuste do pH, a dosagem de antiescalante, uma recuperação ajustada e, se necessário, etapas adicionais de pré-tratamento.

O concentrado resultante dos processos RO ou NF contém os sais retidos e os componentes da água numa concentração mais elevada. Dependendo da localização e da composição, pode ser descarregado, submetido a tratamento adicional ou encaminhado para uma etapa adicional de concentração.

O tratamento do concentrado deve ser tido em conta já na fase de planeamento da instalação, uma vez que pode influenciar significativamente a rentabilidade global de um conceito de reutilização da água.

Sim. A osmose inversa é um processo frequentemente utilizado em instalações industriais de reutilização de água, quando, após o pré-tratamento, é necessário reduzir, em particular, os sais e iões dissolvidos.

O permeado produzido pode ser utilizado, dependendo da qualidade exigida, por exemplo, como água de processo, de limpeza, de refrigeração ou de alimentação de caldeiras.

A ultrafiltração é particularmente útil quando a água de alimentação contém partículas, colóides ou uma carga microbiológica elevada. Estabiliza a qualidade da água antes da osmose inversa (RO) e, assim, pode reduzir o risco de incrustação na osmose inversa.

Para instalações industriais de reutilização de água, a combinação de UF e RO é, por isso, frequentemente uma solução tecnicamente adequada.

No caso da água de processo, recorre-se frequentemente, numa primeira fase, à osmose inversa para reduzir significativamente os sais dissolvidos. Se for necessária uma condutividade ainda mais baixa, pode seguir-se, em seguida, uma etapa adicional de polimento.

Para tal, dependendo dos requisitos de qualidade, podem ser utilizados, por exemplo, permutadores de iões ou EDI.