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.
Por: Tatiana de Oliveira/Antonio R. P. Carvalho
