manual de operação osmose reversa

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MANUAL DE OPERAÇÃO
OSMOSE REVERSA
OSMOSE REVERSA
CARGILL UBERLÂNDIA
Nº Fluid: F0834-G-005
Elab: ALZ
Aprov: EMI
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ÍNDICE
1.
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................... 2 2. SISTEMA DE OSMOSE REVERSA ................................................................................................................................. 6 2.1 DOSAGEM DE ANTIINCRUSTANTE .............................................................................................................................. 6 2.2 DOSAGEM DE SODA CAUSTICA .................................................................................................................................. 7 2.3 FILTROS DE CARTUCHO ............................................................................................................................................. 8 2.4 OSMOSE REVERSA ..................................................................................................................................................... 8 2.4.1 FLUSHING DO SISTEMA DE OSMOSE REVERSA ........................................................................................................................ 9 2.4.2 SISTEMA DE SANITIZAÇÃO / LIMPEZA QUÍMICA DA OSMOSE REVERSA. ....................................................................................... 9 2.4.2.1 Precauções de Segurança ................................................................................................................................ 10 3. SINTOMAS, CAUSAS E MEDIDAS CORRETIVAS. ........................................................................................................ 18 1
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1. Introdução
A tecnologia de osmose reversa através de membranas é reconhecida como a tecnologia que
oferece a opção de processo mais efetiva e econômica atualmente disponível. De sistemas de
pequeno a grande porte, os sistemas de osmose podem ser utilizados tanto com água salobra
como água do mar. A água permeada produzida satisfaz a maioria dos padrões aplicáveis para
controle de qualidade de água potável.
A osmose reversa pode reduzir custos de regeneração e desperdício de água quando utilizada
independentemente ou em combinação com outros processos, como troca iônica. Ele também
pode produzir água de qualidade elevada, ou, quando utilizado junto com processos de
destilação térmicos, pode melhorar utilização de recurso em geração de energia.
As várias tecnologias de filtração que atualmente existem podem ser categorizadas com base
no tamanho de partículas que são removidas. Para a remoção de partículas pequenas e sais
dissolvidos, filtração de membrana de crossflow é usada. Crossflow membrana filtração usa um
fluxo de alimento pressurizado que flui paralelo à superfície de membrana. Uma porção deste
fluxo atravessa a membrana, enquanto deixando para trás as partículas rejeitadas no resto
concentrado do fluxo. Desde então está um fluxo contínuo do outro lado da superfície de
membrana, as partículas rejeitadas não são acumuladas, mas sim retiradas pelo fluxo de
concentrado. Assim, um fluxo de alimentação é separado em dois fluxos: a solução que
atravessa a superfície de membrana (permeado) e a que permanece no fluxo (rejeito).

Osmose Reversa (OR)
Osmose reversa é o nível mais elevado de filtração disponível. A membrana de OR age como
uma barreira à todos os sais e moléculas inorgânicas dissolvidas, como também moléculas
orgânicas com um peso molecular maior que aproximadamente 100. Por outro lado, moléculas
de água atravessam a membrana que cria um fluxo de produto purificado livremente. Rejeição
de sais dissolvidos é tipicamente 95% para maior que 99%.
As aplicações para RO são numerosas e variadas, e inclui dessalinização de do mar ou água
salgada para produção de água potável, recuperação de efluentes, processamento de comida e
bebida, separações biomédicas, purificação de água para processo industrial.
Também, OR é freqüentemente utilizado na produção de água ultra-pura para uso na indústria
de semicondutores, indústria de energia (água de alimentação de caldeira), e industria
farmacêutica..

Como Trabalha um Sistema de Osmose Reversa
O fenômeno de osmose ocorre quando água pura flui de uma solução salina de baixa
concentração para uma solução salina de maior concentração, separadas por uma membrana.
Este fenômeno de osmose pode ser observado na figura abaixo. A membrana semipermeável
esta localizada entre as duas soluções, sendo esta membrana permeável somente para a água
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e não para os sais ou íons de sais dissolvidos. Coloca-se então uma solução salina em um
compartimento e água pura no outro.
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Como regra elementar da natureza, o sistema vai tentar entrar em equilíbrio, isto é, o sistema
vai tentar atingir a mesma concentração em ambos os lados da membrana. A única maneira de
se alcançar o equilíbrio é com água passando do compartimento da solução pura para o
compartimento da solução salina, diluindo esta solução.
A figura acima também mostra que a osmose causa um aumento na altura da solução salina.
Esta altura irá continuar aumentando ate o ponto em que a pressão da coluna de água (solução
salina) apresentará o mesmo valor da força osmótica e parar o fluxo de água através da
membrana.
Caso uma força seja aplicada nesta coluna de água, o fluxo de água que passa através da
membrana pode ser invertido, sendo este o principio base da osmose reversa. Nota-se que este
fluxo reverso através da membrana produz água pura proveniente da solução salina, isto
porque a membrana não permite a passagem de sal ou íons.
A membrana de osmose reversa é um fino filme, enrolado varias vezes, composto por três
camadas. Uma camada suporte de poliéster, uma camada intermediaria de polisulfona
microporosa e uma terceira camada ultrafina de poliamida na superfície.
Uma membrana ideal de osmose reversa é aquela que apresenta uma alta permeabilidade de
água e uma alta rejeição de sais. Devido à cadeia aromática que compõe a membrana, o grau
de rejeição de sais desta é de 99%, enquanto que a pressão de alimentação varia em torno de
10 bar e a vazão é dependente da área superficial e da membrana e de seu modelo.
Na prática, osmose reversa é aplicada como um processo de filtração de crossflow. O processo
simplificado é mostrado abaixo.
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O sistema de osmose é alimentado com uma bomba de alta pressão alta. Dentro do sistema de
membrana, a água de alimentação é dividida em um produto permeado (baixo-salino), e um
num produto concentrado (alta salinidade). Uma válvula reguladora de vazão localizada na linha
de rejeito controla a taxa de recuperação do sistema.

Descrição da Membrana
A membrana de FILMTEC é um filme de baixa espessura composto de três camadas: uma teia
de apoio de poliéster, um interlayer de polysulfona de microporosa, e na camada superfície há
uma película de poliamida. Cada camada é costurada conforme exigências específicas.
A barreira é relativamente grossa; as membranas da FILMTEC são altamente resistentes a
tensões mecânicas e degradação química.
As membranas FILMTEC apresentam um excelente desempenho para uma larga variedade de
aplicações, como sistemas de água pouco salinas, dessalinização de água do mar, purificação
de água salgada, processo químico e tratamento de efluentes. A membrana exibe também um
excelente desempenho em termos de fluxo, rejeição de sais e orgânicos, resistência
microbiológicas. Os elementos da FILMTEC podem operar sobre de uma gama de pH de 2 a
11, são resistentes a compactação e resistem a temperaturas até 45 C. Eles podem sofrer
limpeza química numa faixa de pH 1 e pH 12. O desempenho deles/delas permanece estável
durante vários anos, até mesmo debaixo de condições operacionais severas.
A membrana mostra uma pequena resistência a um curto ataque de cloro livre. A tolerância a
cloro livre da membrana é <0.1ppm. Porém, uma exposição contínua pode danificar a
membrana e deveria ser evitada. Debaixo de certas condições, a presença de cloro livre e/ou
outros agentes oxidantes causará a perda prematura da membrana. Considerando que a perda
da membrana por oxidação não está coberta pela garantia, é recomendado remover qualquer
resíduo cloro livre através de um pré-tratemento antes de exposição de membrana.
Os parâmetros que caracterizam o desempenho de uma membrana é o grau de permeabilidade
de água e de sal. A membrana de osmose reversa ideal apresenta uma água alta
permeabilidade para água e zero de permeabilidade para sais. Os sistemas de osmose reversa,
normalmente, são projetados para operar com um fluxo comum fixo.
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Limpeza Química
A superfície de uma membrana de osmose reversa esta sujeita a deposição de matérias
estranhos presentes na água de alimentação como, precipitados de cálcio, materiais orgânicos
etc. O pré-tratamento da água de alimentação é projetado para reduzir o máximo possível a
deposição sobre as membranas.
Ocasionalmente, a deposição sobre as membranas é causada por:




Mudança na composição da água de alimentação
Controle operacional impróprio
Contaminação biológica da água de alimentação
Falha na dosagem de químicos
A deposição dos materiais sobre as membranas se manifesta causando declínio de
performance, diminuição de vazão de permeado e/ou menor rejeição de sais. Aumento da
queda de pressão entre a alimentação e o rejeito pode ser efeito colateral de deposição
(fouling).
A limpeza química pode ser realizada com maior eficiência devido à resistência das
membranas e seus componentes em relação a pH e temperatura. Entretanto, se a limpeza
química é feita com atraso, fica mais difícil à remoção completa das matérias depositadas na
superfície da membrana.
Resumindo, a limpeza química consiste na aplicação de produtos ácidos e/ou alcalinos sobre
as membranas de osmose reversa com o propósito de se retirar às incrustações depositadas,
sendo que, o uso do produto químico adequado dependerá do tipo de incrustação ocorrida nas
membranas.
Dois conceitos básicos são importantes para que se determinem os tipos de incrustações:
 SCALE - depósito de substâncias inorgânicas ou óxidos que se precipitam na superfície da
membrana
 FOULING - materiais acumulados na superfície da membrana, tais como: partículas em
suspensão, ferro ou outros metais pesados, materiais orgânicos, bactérias ou outras
espécies biológicas, etc.
Existem diversas soluções químicas indicadas para a limpeza das membranas. O tipo de
solução química a ser utilizada irá depender do tipo de incrustação presente:
 Ácido cítrico (2,0%) em peso (pH > 2) - esta solução é indicada para efluentes com teor
predominante de sais de metais alcalino-ferrosos, tais como CaCO3, SrCO3, Ca(HCO3)2,
Ba(HCO3)2, etc.
 Ácido fosfórico (0,5%) em peso (pH > 2) - esta solução é indicada para sais de metais
alcalino-ferrosos (cálcio, estrôncio e bário), acompanhados de óxidos de meais de transição
(ferro, manganês)
 Solução alcalina (0,1% NaOH) em peso. Esta solução é indicada para limpeza de resíduos
orgânicos (Biofilmes) e alguns colóides inorgânicos (óxidos completos, silicatos).
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2. Sistema de Osmose Reversa
2.1
Dosagem de Antiincrustante
A dosagem de antiincrustante antes do sistema de osmose reversa tem como objetivo prevenir
deposição sobre as membranas de osmose, como fouling e scaling.
O produto químico a ser dosado deve ser diluído sendo que a razão de diluição (produto
químico / água) e a vazão da bomba dosadora estimada encontram-se na tabela abaixo.
O preparo da solução deve ser realizado manualmente pelo operador.
Concentração do produto químico dosado = 15%
Vazão estimada = 5,0 l/h
Observação: para o calculo da razão de diluição foi considerado que o produto químico com
concentração de 100% na sua forma comercial.
Caso seja alterada a concentração da solução do produto químico no tanque, diluindo-se mais
ou menos a solução deve-se recalcular a vazão de dosagem da bomba dosadora.
Qbomba _ dosadora 
DPQ  QL
  C PQ  10
onde,
QBomba Dosadora = vazão da bomba dosadora (l/h)
DPQ = dosagem de produto químico (ppm)
QL = vazão da linha onde produto será dosado (m³/h)
 = densidade do produto químico (Kg/l)
CPQ = concentração de produto químico (%)
Todos os intertravamento do sistema de dosagem do produto estão listados no descritivo lógico
em anexo.
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Dosagem de Metabissulfeto de Sódio
A dosagem de metabissulfito de sódio antes do sistema de osmose reversa tem como objetivo
oxidar o cloro livre presente na água de alimentação, já que o cloro livre é prejudicial para as
membranas de osmose reversa.
O produto químico a ser dosado deve ser diluído sendo que a razão de diluição (produto
químico / água) e a vazão da bomba dosadora estimada encontram-se na tabela abaixo.
O preparo da solução deve ser realizado manualmente pelo operador.
Concentração do produto químico dosado = 12%
Vazão estimada = 7,6 l/h
Observação: para o calculo da razão de diluição foi considerado que o produto químico com
concentração de 100% na sua forma comercial.
Caso seja alterada a concentração da solução do produto químico no tanque, diluindo-se mais
ou menos a solução deve-se recalcular a vazão de dosagem da bomba dosadora.
Qbomba _ dosadora 
3.
DPQ  QL
  C PQ  10
onde,
QBomba Dosadora = vazão da bomba dosadora (l/h)
DPQ = dosagem de produto químico (ppm)
QL = vazão da linha onde produto será dosado (m³/h)
 = densidade do produto químico (Kg/l)
CPQ = concentração de produto químico (%)
Todos os intertravamento do sistema de dosagem do produto estão listados no descritivo lógico
em anexo.
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Filtros de Cartucho
Os filtros de cartucho têm por finalidade remover sólidos suspensos maiores que 1 µm
(nominal) e servem com proteção das membranas de osmose reversa.
O momento de troca dos filtros de cartucho é indica através da perda de carga no filtro
(diferença entre a pressão de alimentação e de saída), sendo indicada pelo pressostato.
A substituição dos elementos filtrantes deverá ser realizada manualmente pelo operador.
2.4
Osmose Reversa
O sistema de osmose reversa tem por objetivo remover os sais dissolvidos (cátions e ânions)
presentes na água. Denomina–se bateria de permeadores de osmose reversa o conjunto
formado pelos vasos de pressão os quais contêm as membranas de osmose reversa.
A desmineralização ocorre através da passagem da água pelas membranas nas baterias de
permeadores de osmose reversa que através de uma filtração de nível molecular, permite que
as moléculas de água permeiem através das membranas de osmose reversa, rejeitando os
sais dissolvidos presentes na água de alimentação.
A água filtrada proveniente do filtro cartucho é pressurizada pela bomba de alta pressão
alimentando os vasos permeadores que compõe o 1o. estágio. Ao passar pelas membranas de
osmose reversa, como descrito anteriormente, o fluxo divide-se em duas correntes
compreendendo um água purificada (permeado) e outro com alta concentração de sais
(rejeito).
O rejeito do primeiro passo alimenta os vasos permeadores que compõe o 2o. estágio. O rejeito
do primeiro estágio, ao passar pelas membranas do segundo estágio, gera duas correntes
compreendendo um de água purificada (permeado) e outra com alta concentração de sais
(rejeito).
A água purificada do primeiro e de segundo estágio são coletadas e alimentam o leito misto. O
rejeito do segundo estágio, com alta concentração de sais dissolvidos será descartado do
sistema.
O pressostato atua quando a pressão de sucção nas bombas de alta pressão estiver baixa,
evitando-se com isso a cavitação e desligando as referidas bombas.
Transmissores de pressão monitoram as pressões de alimentação e saída de rejeito do
primeiro estágio da osmose reversa e as pressões de alimentação e saída de rejeito do
segundo estágio da osmose reversa. A pressão diferencial entre os transmissores indicará a
perda de carga do 1o e/ou 2º estágio e quando a perda de carga exceder o parâmetro
estabelecido, um alarme de perda de carga alta indicará que o sistema deverá sofrer limpeza
química.
Transmissores de vazão indicam a vazão de concentrado e permeado da osmose reversa. A
soma das respectivas vazões representa a vazão de alimentação do sistema e caso esta
supere um determinado SET POINT (configurável) o sistema de OR será desligado. A
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qualidade do permeado coletado no primeiro passo será monitorada pelo analisador de
condutividade. Caso a qualidade de água esteja fora de especificação, a água permeada é
direcionada para o tanque de água filtrada.
2.4.1 Flushing do Sistema de Osmose Reversa
Como descrito anteriormente, o processo de desmineralização por osmose reversa consiste de
um processo de separação a nível molecular, que permite que as moléculas de água permeiem
através das membranas de osmose reversa.
Para possibilitar que a água permeie através das membranas, é necessária elevada pressão
que é possibilitada com as bombas de alta pressão. Ao passo que a água é permeada, elevase a concentração de sais dissolvidos no rejeito.
Quando o processo de desmineralização e desligado, os sais dissolvidos em alta concentração
que encontram-se nas membranas de osmose reversa precisam ser deslocados para fora do
sistema de modo a evitar a precipitação e incrustação das membranas.
Para evitar estes problemas, o sistema de osmose reversa é alimentado sem operar as
bombas de alta pressão. Com baixa pressão osmótica, a vazão de permeado é bastante
reduzida, permitindo então deslocarmos para fora do sistema o rejeito altamente concentrado.
A este processo chamamos de flushing do sistema de osmose reversa.
2.4.2 Sistema de Sanitização / Limpeza Química da Osmose Reversa.
A superfície de uma membrana de osmose reversa esta sujeita à deposição de materiais
presentes na água de alimentação como, precipitados de cálcio, materiais orgânicos etc. O prétratamento da água de alimentação é projetado para reduzir o máximo possível a deposição
sobre as membranas.
Ocasionalmente, a deposição sobre as membranas é causada por:




Mudança na composição da água de alimentação
Controle operacional impróprio
Contaminação biológica da água de alimentação
Falha na dosagem de químicos
A deposição dos materiais sobre as membranas se manifesta causando declínio de
performance, diminuição de vazão de permeado e/ou menor rejeição de sais. Aumento da
queda de pressão entre a alimentação e o rejeito pode ser efeito colateral de deposição
(fouling).
A limpeza química pode ser realizada com maior eficiência devido à resistência das
membranas e seus componentes em relação a pH e temperatura. Entretanto, se a limpeza
química é feita com atraso, fica mais difícil à remoção completa das matérias depositadas na
superfície da membrana.
Resumindo, a limpeza química consiste na aplicação de produtos ácidos e/ou alcalinos sobre
as membranas de osmose reversa com o propósito de se retirar às incrustações depositadas,
sendo que, o uso do produto químico adequado dependerá do tipo de incrustação ocorrida nas
membranas.
Dois conceitos básicos são importantes para que se determinem os tipos de incrustações:
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SCALE - depósito de substâncias inorgânicas ou óxidos que se precipitam na superfície
da membrana
FOULING - materiais acumulados na superfície da membrana, tais como: partículas em
suspensão, ferro ou outros metais pesados, materiais orgânicos, bactérias ou outras
espécies biológicas, etc.
Existem diversas soluções químicas indicadas para a limpeza das membranas. O tipo de
solução química a ser utilizada irá depender do tipo de incrustação presente.
3.4.2.1
Precauções de Segurança

Quando for usar os produtos indicados no procedimento favor seguir as praticas de
segurança. Consultar o fabricante do produto químico para obter informações
detalhadas sobre segurança, manuseio e estocagem.

Durante a preparo das soluções químicas deve-se assegurar que os químicos estão
bem dissolvidos e a solução atingiu homogeneidade antes de circulá-la no sistema.
É recomendado que o flush realizado após a limpeza dos elementos seja realizado com
água de boa qualidade e com ausência de cloro. Recomendamos água permeada. A
água que normalmente é utilizada na alimentação do sistema OR pode ser utilizada para
remover a solução de limpeza, entretanto há risco de precipitação do químico e/ou
fouling.


O sentido do fluxo durante a limpeza química deve ser o mesmo de quando o sistema
esta em operação para prevenir telescopiamento das membranas.

Durante a recirculação das soluções de limpeza existem limites de temperatura e pH
conforme descrito na tabela abaixo.
Tabela 1: Faixa de pH e limites de temperatura durante a limpeza
Temp. máxima 45°C Temp. máxima 35°C
Tipo de Elemento
Faixa pH
Faixa pH
BW30, BW30LE, LE,
XLE, TW30, TW30HP
SW30HR, SW30HR LE,
SW30XLE, SW30
Temp. máxima
25°C Faixa pH
1 – 10,5
1 – 12
1 – 13
1 – 10,5
1 – 12
1 – 13
Parâmetros de Limpeza Química
O preparo da solução de limpeza química é realizado manualmente no tanque de limpeza
química.
O operador deverá controlar as pressões e vazões de aplicação das referidas soluções durante
o processo de limpeza química.
A limpeza química deve ser realizada quando:
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

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Vazão de permeado diminuir 10% do valor nominal.
A rejeição de sais diminua 5-10% do valor nominal.
O valor do diferencial de pressão (pressão alimentação – pressão do concentrado)
aumente 15% do valor de referencia estabelecido nas primeiras 48 horas de
operação.
Deve ser realizada pelo menos uma limpeza química a cada três meses, mesmo
que nenhum dos fatores acima tenham sido atingidos.
Deve-se limpar um passo da unidade de osmose por vez, independente do numero de vasos
em paralelo. Não é recomendado limpar vasos em serie, pois a sujeira acumulada no 1° passo
é empurrada para o segundo, sujando ainda mais este e causando um gasto maior de produtos
químicos para a limpeza.
Procedimento de Limpeza Química
O procedimento de limpeza química consiste de seis passos.
1. Preparar a solução de limpeza química
2. Bombeamento de baixa vazão: Inserir a solução de limpeza química nos vasos de
pressão a baixa vazão e pressão (aproximadamente metade das mostradas na tabela
2), de modo a deslocar a água de processo que se encontra nos vasos. Usar pressão
suficiente apenas para vencer a perda de carga entre alimentação e rejeito, sendo ela
pequeno o suficiente para que nenhum ou pouco permeado seja produzido. Enquanto
fizer o deslocamento da água de processo deve-se descarta-la para não diluir a solução
de limpeza química.
3. Recirculação: Após o deslocamento da água de processo a solução de limpeza estará
presente na corrente de concentrado. Ligar as correntes de permeado e concentrado ao
tanque de limpeza química e recircular a solução ate estabilizar a temperatura. Medir o
pH da solução e ajusta-lo caso seja necessário.
4. Molho: Desligar a bomba de limpeza química e deixar as membranas de “molho”.
Normalmente um período de 1 hora é o suficiente. Para fouling difíceis de serem
removidos períodos maiores são benéficos, deixando as membranas de “molho” no
período da noite por 10-15 horas. Para manter a temperatura quando o tempo de
”molho” for elevado, utilizar uma vazão de recirculação bem baixa (aproximadamente
10% da mostrada na tabela 2).
5. Bombeamento de alta vazão: Recircular a solução de limpeza química com os valores
mostrados na tabela 2 por 30-60 minutos. A alta vazão remove o fouling que foi
dissolvido da superfície da membrana pela limpeza. Caso o fouling seja difícil de ser
removido aplicar uma vazão 50% maior que a mostrada na tabela 2. Em limpezas com
vazões elevadas a perda de carga pode ser um problema, sendo os valores máximos de
perda de carga permitidos durante a limpeza de 3,5 bar.
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6. Flush out: remover a solução de limpeza química do sistema realizando um flush com
água permeada. A água que normalmente é utilizada na alimentação do sistema OR
pode ser utilizada para remover a solução de limpeza, entretanto há risco de
precipitação do químico e/ou fouling.
Tabela 2: Vazão de alimentação recomendada por vaso e pressão de alimentação durante a limpeza
Diâmetro membrana (pol)
Pressão alimentação (bar)
Vazão alimentação (m³/h)
2,5”
4”
4” full fit
8”
8” full fit
1,5 – 2,1
1,5 – 3,5
1,5 – 4,0
1,5 – 3,5
1,5 – 4,0
0,7 – 1,2
1,8 – 2,3
2,7 – 3,2
6,0 – 10,2
10,2 – 12,5
Nota:
Limpeza 1º Arranjo: Baixa Vazão: 60 – 102 m3/h
Alta Vazão: 102 - 125 m3/h
Limpeza 2º Arranjo: Baixa Vazão: 30 – 51 m3/h
Alta Vazão: 51 – 62,5 m3/h
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Procedimento de preparo da solução da limpeza
O volume de água que será utilizado na solução é calculado através do volume dos vasos de
pressões enquanto que a quantidade de acido ou soda a ser adicionada na água depende do
valor do pH da solução.
Procedimento:
 Adicionar no tanque de limpeza química o volume de água desmineralizada calculado.
 Adicionar ácido ou alcalinizante até que o pH desejado para a solução seja atingido
Calculo do volume de água:

Volume do vaso (l): Vvaso 

Volume de água (l): Vágua
D 2
 h  1000
4
 Vvaso  n
Onde: D = diâmetro (m); h = comprimento (m); n = n° de vasos do estágio.
Dados para o calculo do volume de água:
Tabela 3: Vaso de 4” de diâmetro
N° de
membranas por
vaso
Diâmetro do vaso
(m)
Comprimento do
vaso (m)
Volume do vaso (L)
1
2
3
4
5
6
0,112
0,112
0,112
0,112
0,112
0,112
1,994
2,210
3,226
4,242
5,258
6,274
20
22
32
42
52
62
N° de
membranas por
vaso
Diâmetro do vaso
(m)
Comprimento do
vaso (m)
Volume do vaso (L)
1
2
3
4
5
6
0,2021
0,2021
0,2021
0,2021
0,2021
0,2021
1,478
2,494
3,510
4,526
5,542
6,558
47
80
113
145
178
210
Tabela 4: Vaso de 8” de diâmetro
Nota:
Limpeza 1º Arranjo: Volume de Água necessário: 2100L
Limpeza 2º Arranjo: Volume de Água necessário: 1050L
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Dicas para limpeza
1. É extremamente recomendável que a limpeza química dos estágios do sistema de
osmose reversa seja feita separadamente. Este procedimento evita que a sujeira
removida do 1° estágio seja emperrada para o 2°, minimizando o efeito da limpeza. Para
sistema multi-estágios, o flushing e o procedimento de “molho” podem ser feito
simultaneamente enquanto que a operação de bombeamento com alta vazão deve,
obrigatoriamente, ser feita separadamente. Caso a solução de limpeza ganhe
cor/turbidez esta deve ser substituída.
2. As incrustações que ocorrem na membrana, normalmente, é uma combinação de fouling
e scaling, como uma mistura de fouling orgânico, fouling coloidal e biofouling; tornando
muito importante a escolha de qual produto químico será utilizado primeiro durante a
limpeza química.
A Fluid Brasil recomenda que a primeira limpeza realizada seja a alcalina. A limpeza
química utilizando ácido só deve ser aplicada primeiro caso se tenha certeza que
somente carbonato de cálcio e/ou óxido/hidróxido de ferro esteja presente na superfície
da membrana. O ácido da solução de limpeza química reage com a sílica, o biofilm e
orgânicos presentes na superfície da membrana podendo causar declínio na
performance da membrana.
3. Sempre meça o pH durante a limpeza. Caso o pH sai da faixa recomenda devido à
diluição da solução de limpeza, mais soda caustica ou acido deve ser adicionado.
4. Caso a solução de limpeza ganhe cor/turbidez esta deve ser substituída e a limpeza
química deve ser repetida.
5. Caso o sistema tenho que ser desligado por um período maior que 24 horas, os
elementos devem ser embebidos em uma solução de metabissulto de sódio a 1% (em
peso).
14
OSMOSE REVERSA
CARGILL UBERLÂNDIA
Elab: ALZ
Aprov: EMI
Folha: 15/18
Rev: 0
Emissão: 21/07/2009
Efeito do pH na remoção de Fouling
Alem de realizar a seqüência correta de aplicação dos produtos químicos, o ajuste do pH da
solução é um item critico para a otimização da remoção do fouling. Caso não haja sucesso na
remoção do fouling, o desempenho da membrana vai apresentar um declínio mais acentuado e
novas incrustações irão ocorrer mais rapidamente. O tempo requerido entre limpezas irá se
tornar menor, diminuindo a vida útil da membrana e aumentando os custos operacionais.
Efeito do pH na remoção de Carbonato de cálcio
2
Mudança relativa vazão permeado
1,8
1,6
1,4
Maior remoção Carbonato
de cálcio com pH 1.
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
pH 4
pH 3
pH 2
pH 1
Efeito do pH na remoção de Biofouling
Mudança relativa vazão permeado
18
16
14
Maior remoção Biofouling
com pH 12.
12
10
8
6
4
2
0
pH 10
pH 11
pH 12
15
OSMOSE REVERSA
CARGILL UBERLÂNDIA
Elab: ALZ
Aprov: EMI
Folha: 16/18
Rev: 0
Emissão: 21/07/2009
Soluções de limpeza química
A tabela 5 mostra os produtos químicos que podem ser utilizados na limpeza química. Os
produtos químicos ácidos são utilizados para remover precipitados inorgânicos (inclusive ferro),
enquanto produtos químicos alcalinos são utilizados para remover precipitados orgânicos
(inclusive fouling biológico). Ácido sulfúrico não deve ser utilizado para limpeza química devido
ao risco de precipitação de sulfato de cálcio.
A solução deve ser prepara com água desmineralizada mas, em casos especiais, pode ser
utilizada a água que normalmente alimenta o sistema de OR, lembrado que não deve haver
presença de cloro livre.
Tabela 5: Soluções de limpeza química
Fouling
Sais inorgânicos (ex:
CaCO3)
Óxidos de metal (ex:
Ferro)
Colóides inorgânicas
Sílica
Biofilme
Orgânicos
NaOH 0,1% (em
peso) pH 12
HCl 0,2% (em
peso)
pH 1-2
Ácido cítrico
pH 2
Preferida
Alternativa
Preferida
Alternativa
Preferida
Preferida
Preferida
Preferida
16
OSMOSE REVERSA
CARGILL UBERLÂNDIA
Elab: ALZ
Aprov: EMI
Folha: 17/18
Rev: 0
Emissão: 21/07/2009
Figura 1
Figura 2
17
OSMOSE REVERSA
CARGILL UBERLÂNDIA
Elab: ALZ
Aprov: EMI
Folha: 18/18
Rev: 0
Emissão: 21/07/2009
4. Sintomas, causas e medidas corretivas.
VAZÃO
PERMEADO
PASSAGEM
PRESSÃO
CAUSA DIRETA
DE SAL
DIFERENCIAL
Aumentado;
Diminuindo;
CAUSA
INDIRETA
AÇÃO
CORRETIVA
Oxidação
Cloro livre, ozônio,
KMnO4.
Substituir elemento
Vazamento pela
membrana
Contrapressão
permeado,
abrasão.
Trocar membrana,
melhorar préfiltração.
Vazamento pelo
O’ring
Instalação
incorreta / tempo
uso
Substituir O’ring
Vazamento tubo
permeado
Danificação
durante instalação
Substituir elemento
Incrustação
Controle de
incrustação
insuficiente
Limpeza química,
corrigir dosagem
antiincrustante
Fouling Coloidal
Problema prétratamento
Limpeza química,
corrigir prétratamento
Biofouling
Água alimentação
contaminada,
problema prétratamento
Limpeza química,
desinfecção, corrigir
pré-tratamento
Fouling Orgânico
Óleos, polieletrólito
catiônico, golpe
hidráulico.
Limpeza química,
corrigir prétratamento
Compactação
Golpe hidráulico
Substituir elemento
ou adicionar
elementos
Sem alteração;
Principal sintoma observado.
18

manual de operação osmose reversa

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