INTRODUÇÃO >
Osmose Reversa
Aplicando a pressão de um fluido
num lado de uma membrana
semipermeável, é possível reverter o
fluxo natural da água pura de uma área
de alta concentração de sal para uma
de baixa concentração. Este processo
é chamado de Osmose Reversa.
Osmose
No processo de Osmose, a água
naturalmente se move de uma área de
baixa concentração de sal através de
uma membrana semipermeável para
uma área de alta concentração de sal.
OSMOSE
Água flui através de
uma membrana do lado
da baixa concentração
de sal ao lado de alta
concentração de sal.
01
EQUILÍBRIO
Pressão Osmótica é a
pressão necessária para
interromper o fluxo
de água e atingir o
equilíbrio.
PRESSÃO APLICADA
MEMBRANA
PRESSÃO
OSMÓTICA
O movimento de uma água pura para
igualar as concentrações de sal em
cada lado da membrana gera uma
pressão chamada ‘Pressão Osmótica’.
OSMOSE REVERSA
Aplicando uma pressão
externa maior que a
Pressão Osmótica, o fluxo
de água é revertido. A
água agora flui de alta
para baixa concentração
de sal.
Osmose
Reversa
Osmose Reversa (RO) é um método de
filtragem que remove muitos tipos de
grandes moléculas e íones de soluções
aplicando pressão à solução quando
está de um lado de uma membrana
selectiva, ou semipermeável. O
resultado é que saís são retidos no
lado pressurizado da membrana, e
a água pura é permitida de passar
ao outro lado. Para ser ‘selectivo’, a
membrana não deve permitir que as
grandes moléculas ou íones passam
pelos poros (buracos), mas deve
permitir menores componentes da
solução (ou seja, a própria água) para
passar livremente.
RO é mais comumente conhecido por
seu uso na purificação de água potável
de água do mar e de água salobra
ou residual, removendo sais e outras
substâncias indesejáveis da água.
Também fornece os mais altos níveis
de todos os métodos de filtragem
disponível e é frequentemente usado
em combinação com outros métodos
para optimizar o desempenho total e
parâmetros operacionais do sistema,
baseado na qualidade da água de
alimentação.
INTRODUÇÃO > Osmose Reversa
Fluxo
sustentável
Na dinâmica de fluidos, o ‘fluxo’ é
a taxa de fluxo volumétrico através
de uma área de unidade. Unidades
típicas de medidas são: galões por pé
quadrado por dia (gfd), ou litros por
metro quadrado por hora (lmh).
Todos os sistemas RO buscam para
maximizar o fluxo (ou seja, o volume
de água de alimentação passando
através de uma unidade de área da
membrana), minimizando a escamação
e incrustação da membrana.
Escamação e incrustação levam a
maior consumo de energia, qualidade
de água mais pobre sendo produzido
e os custos de manutenção mais
elevados.
Todos os sistemas de filtração de
membrana têm um fluxo crítico,
determinado pela natureza da água
de alimentação e o conjunto de
parâmetros operacionais do sistema.
‘Fluxo crítico’ é definido como o ponto
onde a combinação da natureza da
água de alimentação e o conjunto
dos parâmetros operacionais do
sistema resulta numa perda de fluxo
devido a incrustação, escamação ou
depósitos de partículas na superfície
da membrana.
02
’Fluxo sustentável’ é, portanto, o
fluxo que pode ser mantido durante
um determinado período prolongado
à dada água de alimentação e
parâmetros operacionais do sistema,
com mínimo escamação e incrustação
da superfície da membrana.
Os fabricantes de membrana fornecem
elementos de membrana com um
conjunto de parâmetros de ‘teste
molhado’ obtidos através de testes de
incrustação e escamação de água livre.
Para garantir a operação estável - que
na maioria dos casos está bem abaixo
dos parâmetros de teste molhado - os
parâmetros operacionais do sistema
que criarão um fluxo sustentável são
escolhidos para cair abaixo do fluxo
crítico.
Por exemplo, um elemento RO de
baixa pressão (diâmetro de 8” ou
16”) pode mostrar fluxo de 30 gfd (~
51lmh) no teste molhado do fabricante
para um tipo determinado de
membrana. No caso de elementos de
diâmetro 8”, no entanto, o fluxo crítico
pode ser apenas 12 gfd (~ 20 lmh) sob
um conjunto normal de parâmetros
operacionais para águas residuais
secundárias - bem abaixo do fluxo de
teste molhado.
Se a membrana fosse incorporada
num convencionalmente concebido
elemento de diâmetro16”, os
resultados seriam idênticos, ou mesmo
um pouco mais baixo. Os parâmetros
operacionais seriam, portanto,
normalmente escolhidos em 10 gfd
(~ 17 lmh) com a finalidade de operar
dentro de uma margem de segurança.
Simplesmente dito, aumentando a taxa
de fluxo sustentável de um sistema
RO reduz a área de superfície de
membrana necessária e, portanto, o
número de elementos de membrana
e vasos de pressão necessários.
Esta redução em elementos de
membrana traduz para uma planta
de tamanho menor e mais baixos
custos operacionais e de capital como
substituição de membrana e custos
gerais de manutenção são reduzidos.
Uma planta mais eficiente
significa custos mais baixos
de limpeza de água.
INTRODUÇÃO > Osmose Reversa
Plantas de
Tratamento
de Osmose
Reversa
NuWater
Plantas de tratamento de Osmose
Reversa (RO) NuWater utilizam vasos
de pressão e elementos de membrana
de grande diâmetro 16”, incorporando
a nossa proprietária Fluxo Distribuidor
Integrado (IFD) e dispositivo de
Campo Electromagnético (EMF), bem
como uma inovadora configuração
do elemento de membrana. Esta
combinação de tecnologias melhora
radicalmente as condições hidráulicas
dentro dos vasos de pressão e
elementos de membrana, resultando
num aumento substancial do fluxo
crítico e, portanto, fluxo sustentável.
Plantas 16" de NuWater
são simplesmente mais
eficientes do que as plantas
convencionais de 8".
No caso de águas residuais
secundárias, o fluxo crítico num
módulo RO de NuWater é acerca de
28 gdf (~48 lmh) e o fluxo sustentável,
portanto, pode ser escolhido
confortavelmente a 24 gdf (41 lmh).
Isto é significativamente melhor do
que os sistemas convencionais de
8” onde o correspondente fluxo
sustentável está na região de 10 gfd
(17 lmh).
03
Melhorias similares em condições
hidráulicas são conseguidas para
plantas de dessalinização de água
do mar de NuWater. Os dados do
teste molhado para um elemento de
água do mar geralmente indicam o
fluxo na região de 20 gdf (34 lmh).
Plantas SWRO mais convencionais
usando elementos convencionais de 8”
operam num fluxo sustentável de 6 a
10 gdf (~10 a 17 lmh). Plantas SWRO
16” de NuWater de grande diâmetro
funcionam consistentemente a um
fluxo sustentável significativamente
maior de 13 a 16 gfd (~22 a 27 lmh).
O dispositivo EMF também altera a
morfologia das substâncias potenciais
de escamação que podem se formar
nos últimos poucos elementos do vaso
onde a solubilidade das substâncias
pode ser ultrapassada. Numa planta
de NuWater, por exemplo, o sulfato
de cálcio irá precipitar como uma
substância ‘fofa’, em vez de uma
cristalina, que pode formar uma
camada (ou bolo) na membrana. A
substância fofa é facilmente arrastada
pelo fluxo concentrado sem depositar
na superfície da membrana, evitando o
acúmulo nocivo de escama.
As condições hidráulicas melhoradas
em módulos de plantas RO de
NuWater são alcançadas por maior
controlo sobre incrustação, escamação
e depósitos de partículas sobre os
elementos, com o IFD reduzindo
imensamente - ou eliminando
completamente - incrustação
microbiana na parte frontal da planta.
Este tipo de incrustação é geralmente
o parâmetro limitante para fluxo
sustentável em plantas convencionais,
usando elementos de diâmetro
8”. O IFD garante uma distribuição
uniforme do fluxo de alimentação
e cria a maior velocidade de fluxo
cruzado, permitindo que o fluxo
seja aumentado sem a normalmente
associada incrustação da superfície da
membrana.
Inovadoras Plantas 16” de NuWater
também usam um máximo de quatro
elementos por vaso de pressão,
garantindo fluxo concentrado ideal
e facilitando um processo simples
de ‘clean-in-place’ (CIP) que executa
sem interromper a produção. Níveis
de desempenho da membrana e
a planta, portanto, são mantidos.
Por outro lado, é geralmente aceite
que plantas RO convencionais de 8”
exigem um procedimento de limpeza
off-line completo, quando a planta
perdeu 10% para 15% fluxo devido a
incrustação, que resulta numa redução
de capacidade da planta.
Nosso dispositivo EMF mais reduz o
potencial de incrustação, causando
micróbios (partículas) para agregar,
assim, impedindo-os de depositar na
superfície da membrana.
Plantas de NuWater,
portanto, alcançam algo
novo e exclusivo; um elevado
fluxo sustentável durante
longos períodos de tempo
sem executar procedimentos
de limpeza tediosos, caros
e demorados.
INTRODUÇÃO > Osmose Reversa
A
RS
VE
RE
SE
O
SM
O
N
O
A
N
U
LT
R
A
FI
FI
LT
R
LT
R
A
ÇÃ
O
A
ÇÃ
O
A
ÇÃ
O
LT
R
M
IC
RO
FI
Filtração
AREIA
BACTÉRIA
VÍRUS
PROTEÍNA
ÍONS
10+
MICRONS
1.0
0.1
0.01
0.001
0.0001
O ESPECTRO DE FILTRAÇÃO
Uma comparação entre os recursos de rejeição de osmose reversa com outras tecnologias de membrana.
Benefícios
RO de
NuWater
A tecnologia RO 16” incorporada em
plantas de tratamento de água de
NuWater tem confundido académicos
e concorrentes, como desafia
observações no fluxo sustentável
exequível detido por muito tempo.
Plantas de NuWater consistem de
módulos acoplados montados em
reboques, tornando- os facilmente
escalável e capaz de satisfazer quase
qualquer exigência de limpeza de água.
narde
nto
Adicio
dulos
 mó
é-tratame
pr
Estas taxas de fluxo altamente
sustentáveis, e o uso de vasos de
pressão de grande diâmetro 16” e
elementos de membrana, significam
que plantas de NuWater têm pegadas
significativamente menores do que
as plantas convencionais de 8”. Isso
permite que as plantas de grande
capacidade de NuWater sejam modular
e móvel, fornecendo aos clientes as
opções mais flexíveis para atender suas
exigências de limpeza de água.
Plantas menores e mais
eficientes permitem
NuWater de oferecer
serviços de limpeza de
água a preços competitivos
e totalmente gerenciados
com os mais altos níveis
de atendimento ao cliente
que são difíceis para os
concorrentes igualar
Desafiam-nos a limpar a sua água.
Tap Tomorrow
nar RO
dicio
dulos
A ó
m
04
INTRODUÇÃO > Osmose Reversa
Tap Tomorrow
ÁFRICA DO SUL
NuWater Campus, 87 Capricorn Drive, Capricorn Park, Muizenberg, 7945,
Cidade do Cabo, África do Sul
TEL +27 21 531 0641 / EMAIL [email protected]
SINGAPURA
Innovation Centre, Block 2 Unit 245, 18 Nanyang Drive, NTU, Singapura 637723
TEL +65 6558 6080 / EMAIL [email protected]
REINO UNIDO
39 Elmfield Avenue, Teddington, Middlesex, TW11 8BU, Reino Unido
TEL +44 793 272 1052 / EMAIL [email protected]
SITE INTERNET www.nuwaterglobal.com
Quase 70% da água doce da terra está congelada
em lençóis de gelo, glaciares, neve e gelo
permanente, com Antártica segurando acerca de
90% desta água. Os rios únicos na Antártica são
riachos de água derretida.