Tecnologia da Nanofiltração no tratamento de água
O mercado global de membranas de Nanofiltração (NF) foi avaliado em US$ 565 milhões em 2016 e deve chegar a US$ 813 milhões até 2023. O mercado amadureceu e as empresas perceberam que as membranas estão cada vez mais viáveis economicamente. Por esse motivo, a nanofiltração expande-se nas aplicações para tratamento de água e efluentes (Revista TAE, junho 2019).
A NF é um processo de separação por membranas que se encontra numa zona intermediária entre a ultrafiltração e osmose inversa. A NF consegue reter os íons multivalentes, mas deixa passar parcialmente os íons monovalentes. Para íons multivalentes, as membranas de NF mostram uma rejeição comparável com as de Osmose Inversa (OI), acima de 99%, mas diferem principalmente para os íons monovalentes como o Na+ e Cl-.
Embora os processos de NF e OI sejam similares, existem diversas diferenças na morfologia das membranas, nos materiais retidos e nas condições de operação. A grande vantagem da NF é que, trabalha com pressões baixas e recuperações altas quando comparada à OI. A desvantagem é o preço das membranas, mais alto que o da OI, pois o mercado e a produção deste produto são menores.
Transporte Através da Membrana
As membranas de Ultrafiltração (UF) rejeitam macrosolutos, mas deixam passar íons dissolvidos, caracterizando o mecanismo convectivo. Por outro lado, as membranas de OI rejeitam íons tão pequenos quanto o sódio, caracterizando o mecanismo de sorção-difusão.
As membranas de NF possuem poros com dimensões na faixa de nanômetros, na qual se acredita que ocorra uma transição entre os mecanismos de transporte por sorção-difusão e convecção através dos poros com presença de efeitos eletrocinéticos.
Fonte: Baker,2004.
O transporte de solutos iônicos através das membranas de NF carregadas, além do tamanho molecular, depende de efeitos de exclusão de cargas, denominada como exclusão de Donnan, ocasionada pelos grupos iônicos fixos na matriz polimérica da membrana.
Estas membranas apresentam alta rejeição a íons divalentes e a maioria dos solutos orgânicos, mas baixas rejeições para íons monovalentes, na faixa de 20-70%.
Aplicações
A NF consolida-se em aplicações de processos industriais, mas, assim como outras tecnologias de filtração por membranas, ganha cada vez mais importância em tratamento de águas e efluentes.
. Tratamento de água
- Remoção de sulfatos nas plataformas de extração de petróleo para evitar a corrosão nas tubulações;
- Remoção de dureza, orgânicos e pesticidas de águas superficiais;
- Dessalinização de águas salobras e marinhas, para consumo humano, necessária em navios, plataformas de extração de petróleo, poços artesianos nas regiões áridas, e etc.
· Tratamento de efluentes;
- Remoção de cor e DQO (Demanda Química de Oxigênio);
- Polimento no tratamento de chorume de aterros sanitários;
- Polimento através da modernização de estações já existentes para permitir o reúso de água;
· Uso industrial
- Produção de água ultrapura nas indústrias eletrônicas, indústrias farmacêuticas, etc.
- Separação de componentes específicos do processo, tais como os agentes de coloração.
- Extração de produtos vegetais em solução alcoólicas e aquosas.
- Recuperação de solventes orgânicos.
- Recuperação de aromas na indústria de bebidas.
- Produção de queijos sem lactose.
Existem grandes oportunidades ainda para aplicação no reuso de água e o mercado tende a crescer ainda mais com a necessidade de remoção de micropoluentes ou contaminantes emergentes da água.
Pré-Tratamento
O desempenho de um sistema de NF, bem como sua manutenção, são influenciados diretamente pelas características da água de alimentação, que afeta a qualidade e quantidade do permeado produzido.
Essencialmente, duas classes de substâncias contidas na água de alimentação podem afetar a membrana: substâncias que podem causar danos químicos e degradar a membrana e substâncias que podem precipitar ou depositar na superfície da membrana.
Dessa forma, antes da NF, é preciso fazer um pré-tratamento eficiente para que as membranas não recebam carga elevada de contaminantes, o que pode comprometer a operação, sendo necessárias limpezas frequentes das membranas e sua possível degradação.
A Flush Engenharia desenvolve projetos personalizados com consultores especializados, utilizando tecnologias avançadas de tratamento de água e efluentes, incluindo o processo de Nanofiltração. O estudo de cada efluente a ser tratado é etapa fundamental em nossos projetos para a escolha da sequência de tratamento adequada.
Entre em contato conosco e conheça nossos serviços.
Por Gabriela Marques dos Ramos
