EQUIPAMENTOS
Osmose Inversa
O Princípio da Osmose Inversa
O princípio de Osmose, consiste na passagem da água através de uma membrana semipermeável, em função da diferença das concentrações de sal dissolvido, entre as duas faces da membrana (fig. 1).
Figura 1 – Princípio de Osmose.
A membrana semipermeável permite a passagem das moléculas de água, com maior facilidade, relativamente às moléculas ionizadas do sal e a outras moléculas maiores. Assim, a água fluirá através da membrana, da zona que contém menos sal dissolvido, para a zona de maior concentração em sal (fig.2).
Figura 2 – Equilíbrio Osmótico
Se aplicarmos uma Alta Pressão (superior à Pressão Osmótica) no meio de maior concentração, a direcção do fluxo será inversa, ou seja, a água irá fluir para o meio de menor concentração de sal (fig.3).
Figura 3 – Sistema de Osmose Inversa
Se tomarmos o fenómeno contínuo, passaremos a ter, como na fig. 4, de um lado da membrana uma solução mais concentrada em sais com uma alta pressão, que obriga uma parte a passar para o outro lado da membrana. Na Osmose Inversa, o líquido atinge a membrana tangencialmente, constituindo a “filtração em fluxo cruzado” promovendo, simultaneamente, o arrastamento das partículas, que poderiam aderir à superfície da membrana, dando origem a duas linhas de efluentes: o Concentrado e o Permeado.
Conforme a água passa através da membrana, por acção de gradientes de pressão, as partículas e sais dissolvidos são rejeitados, dando origem ao Rejeitado ou Concentrado.
O efluente purificado que atravessa a membrana dá origem ao Permeado.
Figura 4 – Sistema de Osmose Inversa (fenómeno contínuo).
As membranas da Osmose Inversa
Os principais tipos de membranas utilizadas em Osmoses Inversas são: acetato de celulose, poliamidas aromáticas e TFC (membranas de camada fina). Esta última oferece vantagens sobre as demais, pois produz melhor qualidade de água e é mais resistente aos processos de desinfecção química.
A membrana com os seus poucos microns de espessura, rejeita substâncias dissolvidas em função da sua carga eléctrica, rejeitando mais facilmente os iões bivalentes, do que os iões monovalentes.
A performance da membrana de osmose inversa, depende da qualidade da água fornecida. Deverá ser projectado um pré-tratamento à osmose inversa, que retire as substâncias indesejáveis (ex.: cloro, ferro, dureza, etc.), prolongando assim, a eficácia e a vida da membrana.
O Pré-tratamento como Protecção das Membranas da Osmose Inversa
O objectivo do pré-tratamento consiste em eliminar os riscos de colmatação orgânica e inorgânica das membranas de osmose inversa.
A colmatação inorgânica resulta do efeito da pressão e da concentração em sais existentes na água, bem como de outros factores tais como: pH e temperatura, sais de sulfato e bicarbonato de cálcio, que aderem à superfície das membranas.
A colmatação orgânica resulta da presença, na água a osmotizar, de bactérias, microrganismos e matérias orgânicas, que se depositam sobre as membranas.
O processo de colmatação inorgânica e/ou orgânica, vai reduzindo a produção de água osmotizada (permeado).
Pelas suas características, a osmose inversa produz uma água extremamente pura do ponto de vista físico, químico e bacteriológico. Retém entre 95 a 99% dos contaminantes químicos, praticamente todas as bactérias, fungos, algas e vírus, além de reter pirogénios e materiais proteicos de alto peso molecular, constituindo assim, o elemento fundamental no tratamento da água.
Filtro Multimédia
* Disponíveis outros modelos de dimensões superiores.
A filtração é um processo de separação sólido-líquido, envolvendo fenómenos físicos, químicos e, por vezes, biológicos.
Os filtros multimédia tem como função reter a maioria das partículas em suspensão existentes na água e proteger os outros componentes de um sistema de tratamento de água. O seu dimensionamento depende da qualidade da água fornecida ao tratamento de água e do caudal de água a tratar.
Existem variados produtos no mercado, naturais e artificiais, de diversas granulometrias, que dependendo de vários factores, são seleccionados para integrarem as multicamadas de um filtro multimédia, permitindo a retenção de partículas até 40 microns.
Para situações de maior exigência, existem produtos específicos, que utilizados num sistema multicapa, garantem uma melhor filtração.
O princípio de funcionamento dos filtros multicapa, baseia-se no aproveitamento máximo em profundidade do leito. Um filtro estratificado apresenta diferentes frentes de filtração em cada capa. Cada estrato do filtro permite uma filtração de sólidos de menor tamanho.
Exemplo:
- o material de menor densidade e de maior granulometria, como a antracite, retêm os sólidos suspensos (SS) de maior tamanho em todo o volume da capa superficial do filtro;
- o material de maior densidade e menor granulometria, como a areia, retêm os SS de menor tamanho na interface de ambos os materiais.
Uma outra vantagem dos filtros multicapa é a relativa baixa de perda de carga do filtro, durante o seu funcionamento. Esta propriedade dos filtros estratificados permite aumentar o ciclo de filtração.
Descalcificador
*Disponíveis outros modelos de dimensões superiores.
A dureza da água é definida como a quantidade de cálcio e magnésio, que a água tem e expressa-se frequentemente em graus franceses (ºF ou GF).
Para remover a dureza da água, normalmente são utilizados equipamentos (descalcificadores), contendo resinas constituídas por iões de sódio. A água, ao entrar em contacto com as resinas, troca os iões cálcio/magnésio por iões sódio.
Quando as resinas dos descalcificadores atingem o nível de saturação, estas deverão ser regeneradas. Para este efeito, os descalcificadores estão normalmente, equipados com sistemas automáticos. Durante o processo de regeneração, é consumido sal regenerador.
A água dura deixa restos de sabão e depósitos de detergentes nos tecidos, além de deixar incrustações na tubagem onde circula, obstruindo lentamente a passagem da água. O acumular das incrustações causa a progressiva perda de eficiência nos termoacumuladores, máquinas de lavar, torneiras, etc., aumentando os custos de energia e manutenção, provocando a avaria prematura dos equipamentos.
Funcionamento
Os iões de cálcio e magnésio são eliminados no momento da passagem da água, num leito de resinas catiónicas.
Quando o leito de resinas está saturado, deve ser lavado ou regenerado com sal.
A regeneração das resinas, devolve-lhes a eficiência, aumentanto a sua longevidade.
Uma regneração é constituida pelos seguintes passos:
- Boa lavagem em contra-corrente, para eliminar impurezas e depósitos nas resinas.
- Lavagem da resina com salmoura (sal dissolvido em água, geralmente na ordem de 300g/L).
- Boa enxaguagem para eliminar todo o sal do leito.
Para facilitar todas estas tarefas, os descalcificadores estão equipados com válvulas do tipo Cronométrico ou Volumétrico, que realizam automaticamente, os passos acima descritos.
Desnitrificador
*Disponíveis outros modelos de dimensões superiores.
Os Nitratos constituem o produto final da oxidação do azoto orgânico e do azoto amoniacal, isto é, os nitratos são os compostos, em que o azoto se encontra na sua forma mais oxidada.
A presença de nitratos na água pode indicar descarga de esgotos domésticos bem tratados a montante, poluição distante por azoto orgânico ou amoniacal, descargas de efluentes industriais não tratados e efluentes brutos de purgas de sistemas com caldeiras (onde são usados inibidores de corrosão que têm na sua constituição compostos de Nitratos).
Para a remoção de nitratos da água utilizam-se desnitrificadores, onde são usadas resinas aniónicas fortes do tipo I ou II. Estas resinas poderão ou não ser selectivas especificamente para nitratos, dependendo do seu grupo funcional. As resinas aniónicas fortes selectivas para nitratos, retêm mais fortemente os nitratos do que qualquer outro tipo de iões presentes na água, permitindo a obtenção de melhores resultados e acrescentando fiabilidade ao processo. O uso de uma resina aniónica forte não selectiva, não específica para reter nitratos, pode conduzir também à fixação de sulfatos e cloretos. A escolha do tipo de resina a usar para remoção de nitratos, deverá passar pela análise da constituição química da água a tratar. Assim, se estivermos perante uma água em que a concentração de nitratos é significativamente superior à de sulfatos, poder-se-á usar uma resina não selectiva.
Estes equipamentos são automáticos e a sua manutenção traduz-se somente no gasto de sal utilizado para a regeneração da resina, quando esta atinge o nível de saturação.
O desnitrificador é constituído por um tanque, resinas de permuta iónica, depósito para sal e por uma válvula com programador, a qual controla os ciclos de regeneração das resinas.
Funcionamento
Os nitratos são eliminados no momento da passagem da água, num leito de resinas aniónicas fortes.
Quando o leito de resinas está saturado deve ser regenerado com sal, normalmente cloreto de sódio.
A regeneração das resinas, devolve-lhes a eficiência, aumentando a sua longevidade.
Uma regeneração é constituída pelos seguintes passos:
- Boa lavagem em contra-corrente, para eliminar impurezas e depósitos nas resinas.
- Regeneração da resina com salmoura (sal dissolvido em água, geralmente na ordem de 300g/L).
- Boa enxaguagem para eliminar todo o sal existente nas resinas.
Para facilitar todas estas tarefas, os desnitrificadores estão equipados com válvulas do tipo Cronométrico ou Volumétrico, que realizam automaticamente, os passos acima descritos.
Filtro de Carvão Activado
*Disponíveis outros modelos de dimensões superiores.
O carvão activado é excelente a remover químicos orgânicos, tais como hidrocarbonetos clorados, incluindo trihalometanos, pesticidas, solventes industriais e substâncias húmicas.
Os filtros de carvão activado actuam sobre o cloro mediante dois tipos de reacções:
- reacção do tipo físico, eliminando o cloro por adsorção;
- reacção do tipo químico, actuando como catalisador.
Estas reacções são catalizadas, a maior ou menor velocidade, segundo o tipo de filtro de carvão activado e os seguintes factores:
- relação entre a quantidade de carvão activado e a água a tratar;
- concentração de cloraminas na água a tratar;
- tamanho das partículas do carvão activado;
- distribuição do carvão no filtro - fundamental para aumentar o tempo de contacto entre o carvão/cloraminas, que deverá ser superior a 45 segundos;
- a temperatura da água e a sua relação directa com a capacidade de eliminação de cloraminas e com a duração da actividade do carvão.
Para aumentar a eficácia dos fitros de carvão, pode-se recorrer à instalação destes, em série.
SISTEMAS ULTRAVIOLETA (UV)
Que são os raios UV-C?
A pequena porção do espectro electromagnético, que tem comprimentos de onda entre 100 e 400 nm, constitui o intervalo da radiação ultravioleta. Os raios UV-C formam parte do sub-intervalo, caracterizado pelos comprimentos de onda compreendidos entre 100 e 280 nm. As ondas electromagnéticas, segundo o comprimento de onda e sua amplitude, interagem com a matéria, gerando efeitos de distinta natureza, entre eles o efeito germicida, que é resultado de radiações UV-C com l= 254 nm.
Como se produzem?
Artificialmente, os raios UV-C produzem-se com o auxílio de lâmpadas fluorescentes especiais, que contêm vapores de mercúrio, as quais são fabricadas com quartzo puro transparente à luz UV-C. As lâmpadas usadas são de baixa pressão. Estes modelos garantem uma emissão quase monocromática (mais de 95% está formado por radiação altamente germicida de 254 nm), para além de terem um rendimento elevado (aproximadamente 30% da potência absorvida é transformada em radiação UV-C).
Porque funcionam?
O alto poder germicida do comprimento de onda deve-se à capacidade de interactuar com o ADN e os nucleóticos.
Vantagens:
Entre as numerosas vantagens oferecidas por este tipo de tecnologia para tratamento da água, podemos destacar:
- · Tratamento ecológico, sem adição de produtos químicos. Não se produzem alterações das características organolépticas.
- · Não existe perigo de sobredosificação e alteração das características de composição da água.
- · Não existe a formação de sub-produtos tóxicos.
- · Acção veloz, bastando poucos segundos (o tempo é o de passagem no colector) e não são necessários reservatórios de acumulação ou de contacto.
- · Compatibilidade com todas as outras tecnologias de tratamento (carvão activado, descalcificação, osmose inversa, etc.)
- · Economia e funcionalidade, asseguradas pelo baixo consumo de energia eléctrica.
Grupo Doseador
Os Grupos Doseadores são equipamentos apropriados para dosearem, proporcionalmente, um produto concentrado num caudal de passagem ou depósito de armazenamento de água ou outro, conforme a finalidade.
Doseamento de desinfectantes
Estes equipamentos são muito utilizados na desinfecção da água, doseando hipoclorito de sódio percentualmente, resultando num sistema eficaz e económico.
A desinfecção tem por finalidade a destruição de microrganismos patogénicos, presentes na água (bactérias, protozoários, vírus e germes).
A desinfecção torna-se necessária, porque não é possível assegurar a remoção total dos microrganismos pelos processos físico-químicos, normalmente utilizados no tratamento de água.
Doseamento de inibidores de incrustações
Os inibidores de incrustações aplicam-se, normalmente, em instalações de dessalinização de água do mar e salobra, como prevenção às incrustações de cálcio e magnésio, em membranas de osmose inversa.
Doseamento de oxidantes
Os oxidantes são utilizados para oxidação do ferro e do manganês, facilitando o processo de filtração.