{"id":3133,"date":"2019-12-05T12:43:07","date_gmt":"2019-12-05T15:43:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.tecma-tecnologia.com.br\/web\/?page_id=3133"},"modified":"2020-01-03T22:22:31","modified_gmt":"2020-01-04T01:22:31","slug":"tratamento-por-membranas","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.tecma-tecnologia.com.br\/web\/solucoes-ambientais\/reuso-de-agua\/tratamento-por-membranas\/","title":{"rendered":"TRATAMENTO POR MEMBRANAS"},"content":{"rendered":"\t\t
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TRATAMENTO POR MEMBRANAS\u00a0<\/strong><\/h1>

A Tecnologia de Membranas filtrantes vem sendo cada vez mais aplicada no tratamento de \u00e1guas e efluentes l\u00edquidos, permitindo o re\u00faso para diversas finalidades.<\/p>

As membranas s\u00e3o utilizadas para separar fases, isto \u00e9, part\u00edculas s\u00f3lidas de pequenas dimens\u00f5es, \u00f3leos emulsionados, microorganismos (bact\u00e9rias e v\u00edrus), mol\u00e9culas org\u00e2nicas de alto e baixo peso molecular, gases, bem como \u00edons,\u00a0<\/p>

As membranas s\u00e3o formadas por uma fina camada de material semi-perme\u00e1vel que \u00e9 usada para a separa\u00e7\u00e3o de solutos quando uma press\u00e3o transmembrana \u00e9 aplicada atrav\u00e9s da membrana. O grau de seletividade \u00e9 amplamente baseado na carga e porosidade da membrana. As membranas com poros sim\u00e9tricos s\u00e3o mais uniformes, enquanto os poros assim\u00e9tricos t\u00eam di\u00e2metros de poros vari\u00e1veis.<\/p>

As membranas de filtra\u00e7\u00e3o podem ser classificadas em 4 categorias principais: Microfiltra\u00e7\u00e3o, Ultrafiltra\u00e7\u00e3o, Nanofiltra\u00e7\u00e3o e Osmose Reversa.\u00a0<\/p>

\u21d2 A microfiltra\u00e7\u00e3o \u00e9 comumente usada como uma etapa de pr\u00e9-tratamento ou clarifica\u00e7\u00e3o antes de outros processos de membrana para a remo\u00e7\u00e3o de gorduras e macromol\u00e9culas grandes.<\/p>

\u21d2 A ultrafiltra\u00e7\u00e3o permite a remo\u00e7\u00e3o de todas as bact\u00e9rias, al\u00e9m de alguns v\u00edrus, e \u00e9 comumente usada em toda a ind\u00fastria de latic\u00ednios e alimentos para a concentra\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas e sucos.<\/p>

\u21d2 As membranas de nanofiltra\u00e7\u00e3o e osmose reversa s\u00e3o um tipo de comp\u00f3sito de filme fino e s\u00e3o comumente usadas em aplica\u00e7\u00f5es de dessaliniza\u00e7\u00e3o devido \u00e0 sua capacidade de separar sais monovalentes e divalentes.<\/p>

\n\n\n\n\t\n\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t
Microfiltra\u00e7\u00e3o<\/th>Ultrafiltra\u00e7\u00e3o<\/th>Nanofiltra\u00e7\u00e3o<\/th>Osmose Reversa<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Bact\u00e9rias<\/td>Prote\u00ednas<\/td>Amidos<\/td>\u00cdons Monovalentes<\/td>\n<\/tr>\n
V\u00edrus<\/td>Amidos<\/td>A\u00e7\u00facares<\/td>A\u00e7\u00facares<\/td>\n<\/tr>\n
S\u00f3lidos Suspensos<\/td>Antibi\u00f3ticos<\/td>Pesticidas<\/td>Sais aquosos<\/td>\n<\/tr>\n
Emuls\u00f5es Oleosas<\/td>V\u00edrus<\/td>Herbicidas<\/td>Corantes Sint\u00e9ticos<\/td>\n<\/tr>\n
Crystopotidium <\/td>Silica Coloidal<\/td>Pir\u00f3genos<\/td><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>Org\u00e2nicos<\/td>\u00cdons divalentes<\/td><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>Bact\u00e9rias<\/td>Org\u00e2nicos<\/td><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\u00d3leo Sol\u00favel<\/td>Metais Pesados<\/td><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>Biomassa de lodo ativado<\/td>Detergentes<\/td><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/p>

Tabela de peso molecular<\/p>

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Membranas<\/th>g\/mol ( daltons)<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Microfiltra\u00e7\u00e3o (MF)<\/td>~ 100.000<\/td>\n<\/tr>\n
Ultrafiltra\u00e7\u00e3o (UF)<\/td>~ 6.000<\/td>\n<\/tr>\n
Nanofiltra\u00e7\u00e3o (NF)<\/td>~ 200<\/td>\n<\/tr>\n
Osmose Reversa (OR)<\/td>< 200<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/p>

Os principais tipos de m\u00f3dulos s\u00e3o:<\/h2>

Membranas de Placa Plana\u00a0<\/h3>

\"\"<\/h1>

Membranas de placas planas s\u00e3o usadas em sistemas de Biorreatores de Membrana (MBR) nos \u00faltimos 25 anos. Membranas de placa plana s\u00e3o aparafusadas juntamente com uma moldura ao redor do per\u00edmetro; semelhante a um trocador de calor ou filtro prensa. Existem dois tipos de configura\u00e7\u00f5es de placa e membrana da estrutura; beco sem sa\u00edda e fluxo cruzado. Nos sistemas de placas e estruturas sem sa\u00edda, a solu\u00e7\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o flui perpendicularmente \u00e0 membrana, enquanto os sistemas de fluxo cruzado s\u00e3o feitos para que o fluxo seja tangencial \u00e0 parede da membrana. A folha de membrana \u00e9 soldada por ultrassom em ambos os lados de uma placa de pl\u00e1stico. Estas placas s\u00e3o montadas em uma unidade de membrana submersa e espa\u00e7adas em cerca de 1\/4 “. O permeado passa atrav\u00e9s da unidade de membrana a partir do lado de fora. O ar da bolha de ar \u00e9 aspergido entre as placas para evitar que s\u00f3lidos se acumulem nas placas e desagu\u00e1-las.\u00a0<\/p>

As Membranas de placa plana s\u00e3o usadas em aplica\u00e7\u00f5es de Biorreator de Membrana (MBR). Trabalham submersas a \u00e1gua.<\/p>

Funcionamento<\/span><\/p>

Como o fluxo \u00e9 perpendicular \u00e0 membrana, a separa\u00e7\u00e3o da placa e da membrana da estrutura funciona atrav\u00e9s de um processo chamado filtragem de bolo. A filtragem come\u00e7a quando a solu\u00e7\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o passa pelas placas do filtro e cria um ac\u00famulo de s\u00f3lidos na superf\u00edcie do filtro. Esse ac\u00famulo, ou camada de torta, reduz a abertura efetiva do tamanho dos poros do filtro e ajuda a melhorar a filtra\u00e7\u00e3o da solu\u00e7\u00e3o de alimenta\u00e7\u00e3o.<\/p>

Para sistemas de placas planas de estrutura de fluxo cruzado, a incrusta\u00e7\u00e3o da membrana \u00e9 significativamente menor porque o fluxo \u00e9 tangencial e n\u00e3o requer o uso de drenagens exclusivas de concentrado. Ele trabalha com os princ\u00edpios b\u00e1sicos do fluxo cruzado, onde a alimenta\u00e7\u00e3o entra em um lado da membrana revestida e o concentrado se acumula na outra extremidade da placa. O permeado viaja atrav\u00e9s da membrana e se acumula no interior da placa de suporte.<\/p>

\u00c9 preciso ter cuidado para manter o biofilme nas membranas para evitar falhas.<\/p>

Vantagens<\/span><\/p>

Algumas vantagens principais dos sistemas de membrana de placa plana incluem s\u00f3lidos capazes de serem facilmente separados da \u00e1gua e f\u00e1cil remo\u00e7\u00e3o \/ limpeza das superf\u00edcies do filtro. Certos sistemas de placa plana de fluxo cruzado permitem que as placas sejam giradas, permitindo mais for\u00e7as de cisalhamento e redu\u00e7\u00e3o de incrusta\u00e7\u00f5es. Os filtros tamb\u00e9m n\u00e3o possuem espa\u00e7adores de alimenta\u00e7\u00e3o, o que reduz o potencial de incrusta\u00e7\u00f5es e normalmente podem lidar com altas concentra\u00e7\u00f5es de s\u00f3lidos. Outra vantagem significante \u00e9 a facilidade operacional do sistema de placa plana, a simplicidade do sistema faz com que ele seja o referido dos operadores.<\/p>

Membrana Em Espiral<\/h3>

\"\"<\/p>

Utilizados quando se requer press\u00f5es altas e intermedi\u00e1rias, ou seja, nanofiltra\u00e7\u00e3o (NF) e osmose reversa (OR).<\/p>

As membranas e os espa\u00e7adores s\u00e3o enrolados em volta de um tubo coletor central de permeado, perfurado em toda a sua extens\u00e3o. A alimenta\u00e7\u00e3o \u00e9 feita atrav\u00e9s de canais delimitados por membranas dos dois lados.<\/p>

Os elementos enrolados em espiral podem ser usados para uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es diferentes, incluindo concentra\u00e7\u00e3o de prote\u00edna de soro de leite, concentra\u00e7\u00e3o de lactose, recupera\u00e7\u00e3o de tinta cat\u00f3dica \/ an\u00f3dica, dessaliniza\u00e7\u00e3o e concentra\u00e7\u00e3o de corantes, remo\u00e7\u00e3o de sulfato e separa\u00e7\u00e3o de \u00f3leo em aplica\u00e7\u00f5es de \u00e1guas residuais, entre muitas outras.\u00a0<\/p>

Funcionamento<\/span><\/p>

A alimenta\u00e7\u00e3o atravessa os canais de fluxo tangencialmente ao longo de todo o comprimento do elemento filtrante. O filtrado de menor peso molecular que o limite\u00a0 passar\u00e1 atrav\u00e9s da superf\u00edcie da membrana para o espa\u00e7ador do permeado, onde \u00e9 transportado pelo espa\u00e7ador do permeado em dire\u00e7\u00e3o ao tubo do permeado. O restante da alimenta\u00e7\u00e3o fica concentrado no final do corpo do elemento.\u00a0<\/p>

Vantagens<\/span><\/p>

Os elementos enrolados em espiral v\u00eam em v\u00e1rias configura\u00e7\u00f5es com diferentes espa\u00e7adores, tipos de membrana, comprimentos e di\u00e2metros que permitem que ele seja usado em uma ampla variedade de aplica\u00e7\u00f5es. Esses elementos t\u00eam uma densidade de filtra\u00e7\u00e3o por \u00e1rea de membrana muito elevada, superando as configura\u00e7\u00f5es de placa plana, tubular e de fibra oca. As membranas espirais tamb\u00e9m permitem uma limpeza f\u00e1cil atrav\u00e9s da limpeza no local (CIP). Al\u00e9m disso, os elementos enrolados em espiral oferecem o melhor valor por \u00e1rea de membrana, menor espa\u00e7o ocupado, design robusto que evita a ruptura da membrana (em compara\u00e7\u00e3o com a fibra oca) e possui custos operacionais e de capital relativamente baixos.<\/p>

Membranas Tubulares<\/h3>

\"\"<\/strong><\/h1><\/div>

Nesta configura\u00e7\u00e3o, um m\u00f3dulo contempla tubos de di\u00e2metro vari\u00e1vel e constru\u00eddos com material poroso que proporcionam resist\u00eancia mec\u00e2nica e a press\u00e3o operacional. Esse tipo de membrana \u00e9 raramente usado para \u00e1gua ou esgoto porque outros sistemas oferecem um maior fluxo por \u00e1rea filtrante. S\u00e3o usadas na maioria das vezes em separa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, e tem sido usado para a remo\u00e7\u00e3o de grandes mol\u00e9culas.<\/p>

S\u00e3o projetados para aplica\u00e7\u00f5es com n\u00edveis extremos de s\u00f3lidos suspensos e podem concentrar at\u00e9 60% de s\u00f3lidos. Projetos tubulares t\u00eam \u00e1reas de membranas mais moderadas, mas m\u00f3dulos maiores foram desenvolvidos para acomodar maiores volumes de alimenta\u00e7\u00e3o.\u00a0<\/p>

As membranas tubulares s\u00e3o conhecidas por sua constru\u00e7\u00e3o robusta, longa vida \u00fatil da membrana e altas taxas de fluxo. De todos os tipos de membrana, eles s\u00e3o mais robustos e podem ser submetidos a altas press\u00f5es em aplica\u00e7\u00f5es exigentes. As membranas tubulares s\u00e3o retrolavadas em algumas aplica\u00e7\u00f5es. Com press\u00f5es de Backwash de at\u00e9 15 psi, o grande fluxo na dire\u00e7\u00e3o reversa remove eficientemente os s\u00f3lidos da superf\u00edcie da membrana.<\/p>

Os m\u00f3dulos tubulares funcionam atrav\u00e9s de fluxo cruzado tangencial e geralmente s\u00e3o usados para processar fluxos de alimenta\u00e7\u00e3o dif\u00edceis, como aqueles com s\u00f3lidos dissolvidos altos, s\u00f3lidos em suspens\u00e3o altos e \/ ou \u00f3leo, graxa ou gorduras.\u00a0Eles geralmente t\u00eam tubos OD de \u00bd \u201da 1\u201d que s\u00e3o embalados individualmente em um inv\u00f3lucro de PVC longo e podem ser \u00e0 base de pol\u00edmero ou cer\u00e2mica.<\/p>

Funcionamento<\/span><\/p>

Os m\u00f3dulos tubulares consistem em no m\u00ednimo dois tubos;\u00a0o tubo interno, chamado tubo de membrana, e o tubo externo, que \u00e9 a concha.\u00a0O fluxo de alimenta\u00e7\u00e3o atravessa o comprimento do tubo de membrana e \u00e9 filtrado para o inv\u00f3lucro externo enquanto o concentrado se acumula na extremidade oposta do tubo de membrana.\u00a0Eles s\u00e3o comumente usados para aplica\u00e7\u00f5es como tratamento de \u00e1guas residuais oleosas, MBR e outros processos de alto teor de s\u00f3lidos.<\/p>

Nos sistemas de Biorreator por Membrana (MBR), as membranas tubulares s\u00e3o montadas verticalmente. Uma bomba de recircula\u00e7\u00e3o alimenta o licor misto do biorreator para o fundo de cada m\u00f3dulo onde o ar \u00e9 injetado, atuando\u00a0 como uma bomba de transporte a\u00e9reo aumentando a velocidade que ajuda a limpar as membranas. A mistura de limpeza \u00e9 retirada do topo de cada m\u00f3dulo e \u00e9 devolvida ao biorreator (ou \u00e0 zona an\u00f3xica, se a desnitrifica\u00e7\u00e3o estiver ocorrendo).<\/p>

A retrolavagem com \u00e1gua permeada \u00e9 iniciado em um ciclo programado para cada banco de m\u00f3dulos. Isso remove qualquer biofilme formado no interior dos tubos de membrana, mantendo assim as taxas de fluxo. Esta configura\u00e7\u00e3o de membrana permite uma opera\u00e7\u00e3o de baixa energia. O ar \u00e9 injetado na parte inferior do m\u00f3dulo, criando um efeito de transporte a\u00e9reo que aumenta a turbul\u00eancia dentro dos tubos. Uma retrolavagem c\u00edclica dos m\u00f3dulos de membrana mant\u00e9m um fluxo consistente.<\/p>

Vantagens<\/span><\/p>

Os sistemas tubulares t\u00eam menos incrusta\u00e7\u00f5es em compara\u00e7\u00e3o com os sistemas de placa plana, e uma quantidade semelhante de incrusta\u00e7\u00f5es quando comparados as espirais. Os sistemas tubulares permitem m\u00e9todos de limpeza robustos, como o uso de produtos qu\u00edmicos agressivos, retrolavagem e at\u00e9 limpeza mec\u00e2nica, que podem n\u00e3o estar dispon\u00edveis para outras configura\u00e7\u00f5es do sistema.\u00a0<\/p>

Membranas de Fibra Oca<\/h3>

\"\"<\/p>

Membranas de fibra oca possuem di\u00e2metros de menores que 0,5mm. Assim\u00e9tricas, autosuportantes e suscetiveis\u00a0 \u00e0 contralavagem. S\u00e3o utilizados para microfiltra\u00e7\u00e3o ou ultrafiltra\u00e7\u00e3o em uma grande variedade de di\u00e2metros de fibras e de materiais. Sua geometria permite inserir em m\u00f3dulos compactos uma grande \u00e1rea de filtra\u00e7\u00e3o.<\/p>

As membranas de fibra oca podem suportar press\u00f5es muito altas do lado de fora, mas s\u00e3o limitadas pela press\u00e3o exercida do interior da fibra, portanto as taxas de retrolavagem s\u00e3o limitadas a cerca de duas vezes a taxa de permeado normal<\/p>

As membranas de fibra oca s\u00e3o aplicadas em aplica\u00e7\u00f5es de \u00e1gua limpa e tamb\u00e9m s\u00e3o usadas em biorretores de membrana(MBR), mas est\u00e3o limitadas a concentra\u00e7\u00f5es mais baixas de s\u00f3lidos e trabalham submersas dentro do tanque, como as membranas de placa plana.<\/p>

Funcionamento<\/span><\/p>

A filtragem de fibra oca funciona seguindo o mesmo princ\u00edpio das configura\u00e7\u00f5es tubulares e espirais, mas utiliza um pequeno di\u00e2metro do tubo que permite flexibilidade. Aplica\u00e7\u00f5es comuns para membranas de fibra oca incluem MBR, pr\u00e9-tratamento de RO, \u00e1gua industrial \/ efluentes l\u00edquidos industriais, esgoto sanit\u00e1rio, processamento de suco e diversas outras aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>

Vantagens<\/span><\/p>

As membranas de fibra oca apresentam uma alta taxa de fluxo de permeado por \u00e1rea de membrana devido ao pequeno di\u00e2metro do fio. Devido \u00e0 flexibilidade dos fios, s\u00e3o poss\u00edveis determinadas configura\u00e7\u00f5es de filtro que n\u00e3o podem ser obtidas em outras configura\u00e7\u00f5es de filtragem. Eles tamb\u00e9m podem ser lavados a partir do lado do permeado e lavados com ar e podem processar fluxos de alimenta\u00e7\u00e3o com alto teor de s\u00f3lidos suspensos totais (SST).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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CONTE\u00daDO T\u00c9CNICO<\/h3><\/div>

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DESTAQUES TECMA<\/h3><\/div>

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