OSMOSE REVERSA
A osmose é um fenômeno encontrado na natureza, que consiste na difusão entre duas soluções de
concentrações salinas diferentes, através de uma membrana semipermeável.
Membranas deste tipo são tecidos que permitem a difusão preferencial da água e retêm sais minerais nela
dissolvidos, assim como colóides e bactérias.
No esquema abaixo pode-se verificar um sistema de osmose direta, contendo dois compartimentos
separados por membrana semipermeável, onde se encontra uma solução diluída em um dos
compartimentos e água salina no outro. Imediatamente, observa-se, um fluxo preferencial da solução
diluída difundindo-se através da membrana, reduzindo a concentração salina da água, encontrada no
outro compartimento.
A passagem da água pura, através da membrana semipermeável, provoca um aumento no volume da água
salinizada, com a formação de uma coluna de água. Este efeito físico é decorrente da pressão exercida
sobre a membrana, no lado da água salinizada. A pressão corresponde à altura da coluna, que em situação
de equilíbrio interrompe a difusão da água pura para água salinizada, entrando então os sistemas em
equilíbrio. Esta pressão hidrostática de equilíbrio é denominada pressão osmótica da solução salina em
questão.
Na osmose reversa, o fluxo de água no sistema é invertido. A água salina é pressurizada além da pressão
osmótica natural e bombeada através da membrana semipermeável. A membrana comporta-se como uma
peneira molecular, rejeitando seletivamente quase todas as moléculas dissolvidas e permitindo somente a
passagem de água pura.
A osmose reversa tem a capacidade de separar a água de seus contaminantes, tais como: sólidos
dissolvidos, colóides, sólidos suspensos, bactérias, vírus e matéria orgânica.
Mecanismo de Funcionamento
O mecanismo mais aceito, dentre outros, é o da solubilização e difusão molecular. Cada molécula da
solução a tratar, se dissolve na membrana, segundo Leis de distribuição e equilíbrio, se difundindo através
dela, em função dos diferenciais de concentração e pressão, existentes em cada lado da membrana.
Portanto, o bom funcionamento da osmose reversa é em função dos gradientes de concentração e pressão,
entre a água salinizada (denominada rejeito) e a água produzida (denominada permeado).
Tipos de Membranas utilizadas
Existem vários tipos de membranas, podendo ser citadas as do tipo:
- Acetato de Celulose
- Poliamidas Aromáticas-Aramidas
- Poliamidas Hidrazidas: por serem fibras finas e ocas, possue uma estrutura, mas fechada, possibilitando
trabalhar com água do mar com salinidade de 45.000 ppm.
- Poliamida de composição avançada
- Polisulfonas – polisulfonadas:
Desempenho das Membranas
As causas abaixo podem alterar o desempenho e o tempo de vida das membranas utilizadas como osmose
reversa.
- pH da água: a variação de pH nas faixas fortemente ácidas ou fortemente alcalinas afeta as diferentes
membranas utilizadas.
- Temperatura: As membranas de acetato de celulose se hidrolizam, quando a temperatura da água excede
30º.
- Compactação ou Deformação Física: estes problemas podem acontecer nas membranas, quando as
pressões de bombeamento da água bruta excedem de 90 kgf/cm2.
- Cloro livre: sendo o cloro livre um agente oxidante energético, ele pode afetar a maioria das membranas,
sendo nestes casos, necessária a decloração da água bruta.
- Fouling: É produzido no interior da membrana, pela associação de sólidos suspensos e material biológico.
Evitá-lo, utilizando cloração e posterior decloração da água bruta e filtrando em malha de 0,2 µm.
- Incrustações: na malha de membrana, a água bruta precipita dureza temporária, carbonato de cálcio e
hidróxido de magnésio e dureza permanente, sulfato de cálcio. A dureza temporária é impedida de
precipitar, trabalhando-se com valores de pH da água bruta, entre 4,5 – 5,0. A dureza permanente é
impedida de precipitar, dosando-se continuamente, um antiincrustante específico para sulfato de cálcio.
Produtos Químicos para Tratamento de Água
Podem ser aplicados em sistemas de osmose reversa os seguintes tipos de produtos químicos:
- Acidulantes/alcalinizantes
- Inibidores de depósitos
- Biocidas
- Seqüestrante de cloro
- Limpeza química da membrana
A Kurita possui uma linha completa de produtos químicos para utilização em sistemas de osmose reversa.
Soluções em Engenharia de Tratamento de Água
Por: Tatiana de Oliveira/Antonio R. P. Carvalho