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MATÉRIA DE CAPA 2 –
Edição 247 - Abril de 2003
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| Osmose Reversa ou trca iônica? |
| Qual a melhor opção quanto o assunto é desmineralização de água?
A resposta pode ser tão complexa quanto maior for o número das variáveis
consideradas. As tecnologias de troca iônica ou osmose reversa têm
suas vantagens dependendo de cada aplicação. O objetivo é eliminar
os sais minerais (cálcio, magnésio, sódio, nitrato, cloreto, sulfato,
sílica etc.) encontrados na água que irá alimentar as caldeiras de
alta-pressão – cuidado que deve ser dobrado quanto à presença de sódio
ou sílica, que podem aderir às paredes da caldeira e tubos, formando
películas isolantes e corrosivas. As duas tecnologias já são bastante conhecidas pela indústria nacional, mas a opção por qualquer uma leva em consideração desde a qualidade da água bruta a ser desmineralizada, até a qualidade que se deseja atingir. A membrana de osmose reversa age como uma barreira aos sais dissolvidos e moléculas inorgânicas. O princípio de operação consiste na aplicação de uma pressão superior à pressão osmótica, forçando a passagem da água para o lado da solução diluída. Dessa forma, de um lado obtém-se água desmineralizada e de outro água com alta concentração de sais. No caso das resinas de troca iônica, o princípio é passar a água por colunas de resinas de troca iônica que contêm cargas ativas que podem ser positivas e/ou negativas. As resinas que contêm cargas negativas são as catiônicas e removem os cátions presentes nas águas, e as resinas de cargas positivas são as aniônicas, que removem os ânions. “Num processo de desmineralização por resinas, para uma vazão de 100 m³/h, são produzidos, exatamente 100 m³/h de água, observando-se apenas que uma pequena quantidade desta água pura - da ordem 2 a 5% - poderá ser consumida posteriormente na regeneração das resinas. Portanto, o rendimento do processo de desmineralização por resinas pode ser considerado de 95% a 98% de água tratada. Já o tratamento por membranas tem eficiência da ordem de 70% a 80%”, explica Bill Wagner, gerente internacional da divisão de resinas da Rohm and Haas Company. Por outro lado, um processo de desmineralização não pode ser realizado continuamente com troca iônica – porque é necessário interromper o processo para regenerar as resinas. “Esse problema pode ser contornado com mais colunas em operação: enquanto uma seção de resinas é regenerada, outras cadeias podem trabalhar”, completa Osmar Cunha, gerente da divisão de resinas da Rohm and Haas para a América Latina. E, com um índice de rejeito superior a 20%, a vantagem da osmose reversa é o efluente com menor índice de salinidade. Como escolher O sistema de troca iônica ainda é o mais difundido no meio industrial – isso devido as características das águas brasileiras, de baixa dureza, e baixa salinidade total, em média com 100 mg por litro. Já osmose reversa tem vantagens com águas de alta salinidade e a alta produtividade. “Desmineralizar a água através de resinas é economicamente mais vantajoso”, explica Osmar. Os parâmetros para escolher a tecnologia de desmineralização não se reduzem ao custo dos equipamentos. O custo de operação, por exemplo, pode demolir a economia de recursos do projeto. Wagner cita como exemplo a necessidade de equipamentos para bombear a água – que na osmose reversa deve ser bombeada a cerca de 15 kgf/cm². “Enquanto no tratamento por resinas é necessário a pressão da gravidade, para as membranas há um alto consumo de energia elétrica com motores e bombas”. Outro ponto é o pré-tratamento: algumas instalações de osmose reversa não têm apresentado resultado satisfatório por falta de um pré-tratamento mais apurado para atingir o Índice de Medida de Sedimento – SDI. Após a floculação, decantação e filtração em areia, às vezes é necessário passar a água por uma ultra-filtração. “Esse índice é rigoroso, mas às vezes o usuário envia a água apenas clarificada para alimentar a osmose – e as membranas têm falhado. Essa água não está de acordo para a osmose reversa. Para a resina de troca iônica, esse índice é menos rigoroso”, conta Osmar. Mas isso não é tudo: a água que vai para as caldeiras de alta pressão, ainda necessitam de outros inibidores químicos e tratamento adequado – para evitar a corrosividade. “A desmineralização através de resinas ou membranas diminui de 100 mg/l para 0,1 mg/l de sais na água desmineralizada. Só que essas caldeiras consomem grandes volumes de água. Para 200 m³/h, por exemplo, 175,2 kg de sais, por ano, ficariam dentro da caldeira”, explica Osmar. Torres de resfriamento O grande volume de água utilizada em uma unidade petroquímica, no entanto, vai para a refrigeração. Aí não é necessário a desmineralização, sendo suficiente apenas o tratamento com produtos químicos para inibir a corrosão e a incrustação. “Parte da água destinada ao resfriamento evapora nas torres de resfriamento, e a concentração de sais vai aumentando. Se não houver um dispersante para esses sais, eles incrustam quando a água voltar para os trocadores”, comenta André Souza, gerente de Contas para resinas de troca iônica no Brasil. O primeiro passo é a clarificação – a remoção de impurezas que vêm em suspensão na água. Essa corrente é também utilizada nas refinarias para dessalgar o petróleo. Logo após a água recebe uma adição de sais de zinco e fósforo que formam uma fina película nos tubos por onde a água circula, evitando o contato direto com as paredes metálicas – e a corrosão e ou incrustação. A maioria das empresas de tratamento de água para refrigeração utiliza dispersantes que atuam na carga iônica das partículas em suspensão. |
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Ed. 247 - Abril de 2003
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