11 de março de 2022
STARK: sistema de osmose reversa. Como funciona a Osmose Reversa?
Este artigo é voltado para um público que tem pouca ou nenhuma experiência com água de osmose reversa e tentará explicar o básico em termos simples que devem deixar o leitor com uma melhor compreensão geral da tecnologia de água de osmose reversa e suas aplicações.
Entendendo a osmose reversa
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Membrana.
Como funciona a Osmose Reversa?
A osmose reversa funciona usando uma bomba de alta pressão para aumentar a pressão no lado do sal da osmose reversa e forçar a água através da membrana semipermeável de osmose reversa, deixando quase todos (cerca de 95% a 99%) dos sais dissolvidos para trás no fluxo de rejeição. A quantidade de pressão necessária depende da concentração de sal da água de alimentação. Quanto mais concentrada a água de alimentação, mais pressão é necessária para superar a pressão osmótica.
A água dessalinizada que é desmineralizada ou deionizada é chamada de água permeada (ou produto). O fluxo de água que transporta os contaminantes concentrados que não passaram pela membrana RO é chamado de fluxo de rejeição (ou concentrado).
À medida que a água de alimentação entra na membrana RO sob pressão (pressão suficiente para superar a pressão osmótica), as moléculas de água passam pela membrana semipermeável e os sais e outros contaminantes não podem passar e são descarregados através do fluxo de rejeição (também conhecido como fluxo de concentrado ou salmoura), que vai drenar ou pode ser alimentado de volta ao abastecimento de água de alimentação em algumas circunstâncias para ser reciclado através do sistema RO para economize água. A água que passa pela membrana RO é chamada de permeado ou água do produto e geralmente tem cerca de 95% a 99% dos sais dissolvidos removidos dela.
É importante entender que um sistema de osmose reversa emprega filtragem cruzada em vez de filtragem padrão, onde os contaminantes são coletados dentro do meio filtrante. Com a filtragem cruzada, a solução passa pelo filtro, ou atravessa o filtro, com duas saídas: a água filtrada vai para um lado e a água contaminada vai para outro. Para evitar o acúmulo de contaminantes, a filtragem de fluxo cruzado permite que a água varra o acúmulo de contaminantes e também permite turbulência suficiente para manter a superfície da membrana limpa.
Quais contaminantes a osmose reversa removerá da água?
A osmose reversa é capaz de remover até 99%+ dos sais dissolvidos (íons), partículas, colóides, orgânicos, bactérias e pirogênios da água de alimentação (embora um sistema RO não deva ser usado para remover 100% das bactérias e vírus). Uma membrana RO rejeita contaminantes com base em seu tamanho e carga. Qualquer contaminante que tenha um peso molecular superior a 200 provavelmente é rejeitado por um sistema de osmose reversa em funcionamento adequado (para comparação, uma molécula de água tem um MW de 18). Da mesma forma, quanto maior a carga iônica do contaminante, maior a probabilidade de ele não conseguir passar pela membrana RO. Por exemplo, um íon sódio tem apenas uma carga (monovalente) e não é rejeitado pela membrana RO, assim como o cálcio, por exemplo, que tem duas cargas. Da mesma forma, é por isso que um sistema RO não remove gases como o CO2 muito bem, porque eles não são altamente ionizados (carregados) enquanto em solução e têm um peso molecular muito baixo. Como um sistema de osmose reversa não remove gases, a água permeada pode ter um nível de pH ligeiramente inferior ao normal, dependendo dos níveis de CO2 na água de alimentação, pois o CO2 é convertido em ácido carbônico.
A osmose reversa é muito eficaz no tratamento de águas salobras, superficiais e subterrâneas para aplicações de grandes e pequenos fluxos. Alguns exemplos de indústrias que usam água RO incluem farmacêutica, água de alimentação de caldeiras, alimentos e bebidas, acabamento de metais e fabricação de semicondutores, para citar alguns.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Há um punhado de cálculos que são usados para julgar o desempenho de um sistema RO e também para considerações de projeto. Um sistema RO possui instrumentação que exibe qualidade, fluxo, pressão e, às vezes, outros dados, como temperatura ou horas de operação. Para medir com precisão o desempenho de um sistema RO, você precisa dos seguintes parâmetros de operação, no mínimo:
Sistema de osmose reversa
Entendendo a osmose reversa
Reverse Osmosis, commonly referred to as RO, is a process where you demineralize or deionize water by pushing it under pressure through a semi-permeable Reverse Osmosis Membrana.
Como funciona a Osmose Reversa?
A osmose reversa funciona usando uma bomba de alta pressão para aumentar a pressão no lado do sal da osmose reversa e forçar a água através da membrana semipermeável de osmose reversa, deixando quase todos (cerca de 95% a 99%) dos sais dissolvidos para trás no fluxo de rejeição. A quantidade de pressão necessária depende da concentração de sal da água de alimentação. Quanto mais concentrada a água de alimentação, mais pressão é necessária para superar a pressão osmótica.
A água dessalinizada que é desmineralizada ou deionizada é chamada de água permeada (ou produto). O fluxo de água que transporta os contaminantes concentrados que não passaram pela membrana RO é chamado de fluxo de rejeição (ou concentrado).
À medida que a água de alimentação entra na membrana RO sob pressão (pressão suficiente para superar a pressão osmótica), as moléculas de água passam pela membrana semipermeável e os sais e outros contaminantes não podem passar e são descarregados através do fluxo de rejeição (também conhecido como fluxo de concentrado ou salmoura), que vai drenar ou pode ser alimentado de volta ao abastecimento de água de alimentação em algumas circunstâncias para ser reciclado através do sistema RO para economize água. A água que passa pela membrana RO é chamada de permeado ou água do produto e geralmente tem cerca de 95% a 99% dos sais dissolvidos removidos dela.
É importante entender que um sistema de osmose reversa emprega filtragem cruzada em vez de filtragem padrão, onde os contaminantes são coletados dentro do meio filtrante. Com a filtragem cruzada, a solução passa pelo filtro, ou atravessa o filtro, com duas saídas: a água filtrada vai para um lado e a água contaminada vai para outro. Para evitar o acúmulo de contaminantes, a filtragem de fluxo cruzado permite que a água varra o acúmulo de contaminantes e também permite turbulência suficiente para manter a superfície da membrana limpa.
Quais contaminantes a osmose reversa removerá da água?
A osmose reversa é capaz de remover até 99%+ dos sais dissolvidos (íons), partículas, colóides, orgânicos, bactérias e pirogênios da água de alimentação (embora um sistema RO não deva ser usado para remover 100% das bactérias e vírus). Uma membrana RO rejeita contaminantes com base em seu tamanho e carga. Qualquer contaminante que tenha um peso molecular superior a 200 provavelmente é rejeitado por um sistema de osmose reversa em funcionamento adequado (para comparação, uma molécula de água tem um MW de 18). Da mesma forma, quanto maior a carga iônica do contaminante, maior a probabilidade de ele não conseguir passar pela membrana RO. Por exemplo, um íon sódio tem apenas uma carga (monovalente) e não é rejeitado pela membrana RO, assim como o cálcio, por exemplo, que tem duas cargas. Da mesma forma, é por isso que um sistema RO não remove gases como o CO2 muito bem, porque eles não são altamente ionizados (carregados) enquanto em solução e têm um peso molecular muito baixo. Como um sistema de osmose reversa não remove gases, a água permeada pode ter um nível de pH ligeiramente inferior ao normal, dependendo dos níveis de CO2 na água de alimentação, pois o CO2 é convertido em ácido carbônico.
A osmose reversa é muito eficaz no tratamento de águas salobras, superficiais e subterrâneas para aplicações de grandes e pequenos fluxos. Alguns exemplos de indústrias que usam água RO incluem farmacêutica, água de alimentação de caldeiras, alimentos e bebidas, acabamento de metais e fabricação de semicondutores, para citar alguns.
Reverse Osmosis Performance & Design Calculations
Há um punhado de cálculos que são usados para julgar o desempenho de um sistema RO e também para considerações de projeto. Um sistema RO possui instrumentação que exibe qualidade, fluxo, pressão e, às vezes, outros dados, como temperatura ou horas de operação. Para medir com precisão o desempenho de um sistema RO, você precisa dos seguintes parâmetros de operação, no mínimo:
- Pressão de alimentação
- Pressão de permeado
- Pressão do concentrado
- Condutividade de alimentação
- Condutividade do permeado
- Fluxo de alimentação
- Fluxo de permeado
- Temperatura
Sistema de osmose reversa