A água é o componente de todo o sistema biológico que permite às plantas, animais e humanos a vida. A água doce de fontes naturais é um recurso muito limitado (menos de 2% da água da terra é doce) e assim define limites ao aproveitamento dos outros recursos como o espaço e o alcance de condição para a agricultura. O mar contém 98% da água do planeta. Entre 25.000 e 45.000 ppm (2,5 a 4,5%) da água do mar são sólidos totais dissolvidos (Total Dissolved Solids: TDS). Considera-se água doce aquela no qual o conteúdo de sais é inferior a 1000 ppm.

Para estes sistemas são necessárias altas pressões que possam vencer a alta pressão osmótica da água do mar (375-500 psi), e assim assegurar altos níveis de produtividade. As membranas de osmose reversa para estas aplicações operaram a pressões entre 800 e 1200 psi e devem ter retenções salinas de 99% ou mais, como para produzir água de produto dentro dos padrões da World Health Organization (WHO). A recuperação total do sistema está limitada a aproximadamente 50 ou 60%, dependendo da concentração da água de alimentação, a máxima concentração permitida de rejeição, e a máxima pressão de entrada a membrana pode ser submetida.

PRÉ TRATAMENTO

As técnicas de pré-tratamento de água do mar são basicamente as mesmas que para água salobra ou doce. No entanto, deve- se prestar atenção ao pré-tratamento de água marinha porque, geralmente, é obtida de fontes superficiais, as quais estão sujeitas às variações temporais de salinidade, temperatura, atividade biológica e às perturbações produzidas por tormentas. Uma opção é construir dentro do mar, ou perto deste, cisternas, que providenciem uma água de alimentação livre de substâncias em suspensão e que sejam menos sujeitas às perturbações e variações temporais. Os sistemas de pré-tratamento devem ser cuidadosamente projetados, monitorados e operados para evitar inconvenientes.

Os sistemas de pré-tratamento típicos incluem:
Filtração multimedia
Filtros auto-limpantes
Ultrafiltração
Filtros de cartucho
Cloração
Injeção de bissulfito
Injeção de anti-incrustante

PÓS-TRATAMENTO

A água produzida pela membrana de osmose reversa, requer na maioria dos casos, algum pós-tratamento, que pode ser cloração ou ajuste de pH. A necessidade de um pós-tratamento geralmente depende de diferentes fatores. Dependendo do uso que se dará à água (exemplo: água potável, usos industriais) mudará a quantidade de químicos necessários. Há muitas normas aplicáveis à água potável. Deve-se ter um completo conhecimento das normas governamentais antes de se iniciar um projeto. Geralmente, os municípios requerem algum tipo de cloração, ozonização, ou sanitização ultravioleta. Os processos de cloração são usados para desinfetar a água potável a bordo dos barcos. Geralmente, o pós-tratamento deve tratar a natureza de forma agressiva (baixo pH) da água do produto (permeado).

CORROSÃO

Por natureza, a água do mar é extremamente corrosiva a muitos materiais. Portanto, deve-se passar por uma avaliação exaustiva dos materiais da unidade que estarão em contato direto com a água do mar (ver tabela). Há muitos fatores que determinam a correta escolha do material.

Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), na atualidade, dos 6.250 milhões de habitantes, 1.100 milhões não tem acesso a água potável e 2.400 milhões carecem de um saneamento apropriado. As cifras envolvem valores aproximados a 40% da população mundial. As páginas mais agravantes do informe relatam que cinco milhões de pessoas, a maioria crianças, morrem a cada ano por ingestão de água contaminada.

UTK do Brasil, alinhada aos objetivos da ONU, conta com um grupo de profissionais dedicados exclusivamente pra desenvolver tecnologias apropriadas pra esta problemática mundial. Desde o tratamento da água mediante um amplo leque de tecnologias, a gestão mais eficiente do recurso, até a reutilização da água e do seu máximo aproveitamento.

No entanto, ante a problemática da falta da água potável, muitos municípios optam pela solução mais rápida, ou econômica, deixam de lado que podem estar contaminando mais a água do que potabilizando, sendo isto um grande problema para o seu futuro. É por isso que a UTK oferece:

Pré-engenharia e estudo de cada caso
Reutilização da água
Sistema de tratamento de água para emergências climáticas
Processo DLC® que maximiza a eficiência de cada tratamento.

Reaproveitamento de água rejeitada das unidades de osmose reversa.
Reutilização de água de lavadoras na indústria da bebida
Tratamento de efluentes biologicamente tratados.

Para esta última aplicação nosso sistema de membrana dual combina engenharia de membrana de múltipla barreira e química para conseguir uma solução mais robusta e econômica e assim recuperar efluentes clarificados, ou biologicamente tratados.

A reutilização da água residual é atualmente um recurso valioso e sua demanda irá aumentar à medida que decresça a disponibilidade e se incremente a necessidade de água de primeiro uso. Sendo que a reutilização da água é uma prática já conhecida, ainda não tem sido divulgado totalmente na indústria. Desde já que as novas tecnologias, e a acomodação de alguns insumos do mercado fará que cada dia seja mais necessário e as empresas explorem esta possibilidade.

VANTAGENS DA REUTILIZAÇÃO

Baixos custos operativos
Diminuição de custos energéticos
Diminuição de custos nos tratamento de água bruta
Reutilização do recurso
Menor volume de efluente a dispor
Reduz o investimento de novas fontes de água

PROCESSOS INDUSTRIAIS

As águas naturais dificilmente se encontram em condições de serem utilizadas diretamente nos processos industriais, se destinadas a geração de vapor, usam-se como meio de refrigeração ou serão consumidas diretamente no processo. O conteúdo de impurezas ainda sendo quase sempre muito pequeno em relação ao volume de água pode ser inapropriado ou excessivo para poder utilizar a água diretamente na aplicação prevista.

Antes de poder decidir sobre o tratamento os especialistas precisam ter informação suficiente, a respeito da qualidade da água disponível e exigida no processo. A primeira será obtida realizando uma análise que determine todos os parâmetros relevantes e necessários. Se a água tem sua origem na rede municipal, convém verificar que se dispõe de dados das águas de diferentes origens que possam chegar com o fornecimento.

Quando existem grandes depósitos intermediários que realizam uma homogeneização das águas é possível que se simplifique o tratamento. Os conteúdos de matéria orgânica, se existem, podem ser muito irregulares e convém esta ter segurança de dispor dos máximos valores anuais.Para realizar análises num laboratório é muito importante que as amostras obtidas sejam representativas, e estejam corretamente conservadas e se realizem as análises dentro dos tempos máximos de conservação.Um fator muito importante na decisão é o grau de pureza requerida na água tratada.

Enquanto o custo do tratamento é, em certa medida, proporcional ao conteúdo de impurezas, a partir de certos níveis no crescimento da qualidade na água tratada vai representar um incremento exponencial do custo. A qualidade de saída da água tratada pode ser uma exigência por razões de segurança, uma especificação do processo de fabricação ou simplesmente uma decisão econômica.

As águas consumidas como matéria prima de um processo serão purificadas sempre de forma preliminar ao seu uso e mediante um tratamento específico do processo de fabricação qual seja tratado. Porém as águas usadas em caldeiras e circuitos de refrigeração têm linhas de tratamento muito comuns e existem duas possibilidades, segundo se realize o tratamento prévio à utilização da água ou simultaneamente com a aplicação.

O mesmo para a água potável, a desmineralização por osmose reversa tem sido utilizada em várias industrias desde os anos 60:

Eletrônicas para água ultrapura
Farmacêuticas para aporte de banheiros de diálises
Alimentares para preparação de bebidas carbônicas
Centrais para água de aporte de caldeiras

A água ultrapura é um exemplo típico que ilustra a contribuição das membranas ao crescimento da indústria eletrônica. A indústria dos semicondutores tem requerido amplamente água que seja química, física e biologicamente muito pura; por outra parte a miniaturização extremamente avançada dos componentes e circuitos integrados tem trazido normas mais exigentes sobre qualidade da água ultrapura. A parte química destas normas tem evoluído de forma rápida (10 Mohms. Cm está muito perto do limite teórico)

Os requerimentos das características físicos e biológicos tem se tornado muito mais restritos.

Em processos típicos de tratamento, as membranas se combinam com outros tratamentos mais convencionais para dar ao sistema uma confiabilidade excepcional, inclusive com águas de alimentação, as quais sua composição é variável com o tempo e não é totalmente conhecida.

Os compostos inorgânicos em dissolução se eliminam até um nível de 90 a 95 % do conteúdo inicial mediante osmose reversa. Deve se frisar que um permeado absolutamente isento de sais não pode se produzir mediante esta técnica. No entanto, a osmose reversa descarrega aos equipamentos de Troca Iônica localizados, em seguida à O.R. Isto é muito importante, já que a regeneração dos sistemas de troca iônica produzem impurezas.

A poluição por partículas, orgânicas e bacteriológicas se tratam mediante uma combinação de dois tipos de processos:

• → Processos de desinfecção / oxidação (ozônio e radiação ultravioleta) que distribuem as bactérias e oxidam a matéria orgânica.
• → Processo de membranas que eliminam as partículas e a poluição orgânica. A micro filtração (mediante cartuchos) usa-se em três pontos do diagrama de fluxos:
• → Como precaução de segurança de águas antes do tratamento por osmose reversa de água de aporte.

Águas após os intercambiadores iônicos para reter tudo o possível dos finos das resinas.
Em lugar de utilização para reter partículas e bactérias.

A ultrafiltração utiliza-se no início de produção e ao final do tratamento para deter vírus, macromoléculas (inclusive patogênicos) e partículas. As plantas mais modernas tem adotado a ultrafiltração em vez da micro filtração no ponto de utilização (da água).A osmose reversa está se utilizando mais e cada vez mais do que ultrafiltração ou micro filtração, para reduzir a poluição de matéria orgânica dissolvida (MOD).

A atenção dispensada à qualidade da água utilizada para a produção de bebidas, trabalha dia a dia na implementação de novas tecnologias para o desenvolvimento deste mercado.

ÁGUA MINERAL OU PURIFICADA ENGARRAFADA

Os pontos mais importantes a ter em conta são os parâmetros microbiológicos e o conteúdo de sólidos dissolvidos. Em todos os casos o controle microbiológico é crítico.

Para a desinfecção geralmente utiliza-se cloração, radiação ultravioleta ou ozonização, tendo a radiação ultravioleta uma ampla vantagem sobre o cloro já que não deixa efeito residual, nem forma subprodutos na água tratada. No entanto, o ozônio é aconselhável um bom controle na geração para evitar a formação de alguns subprodutos, tais como a formação de bromatos. A UTK do Brasil tem desenvolvido um controle automático específico para este tipo de aplicações.

Uma tecnologia que vem crescendo nos últimos anos se aplica perfeitamente à maioria das águas minerais devido ao pouco grau de liberdade no que o tratamento se refere, é a ultrafiltração. Esta é uma ótima barreira bacteriológica, e supera em qualidade e custo operativo aos tradicionais filtros de cartucho bacteriológicos. A remoção de vírus e bactérias com membranas de ultrafiltração é de 4-Log (99,99%) e 6-Log (99,9999%), respectivamente.

O TDS é usualmente controlado por osmose reversa, o intercâmbio iônico no caso de concentrações de TDS menores a 100 ppm. O projeto do sistema de membranas vai depender do produto final e da qualidade de água de alimentação. Alguns dos casos desenvolvidos pelo nosso departamento de engenharia são:

Tratamento bacteriológico para água por ultrafiltração
Redução de Brometos como percursor de Bromatos
Redução de Boro em águas próximas a costas marinas ou água de mar
Redução de Arsênico
Redução de THM´s (trihalometanos)

Cabe destacar que a rejeição de THM´s nos sistemas de membranas pode alcançar o 60%, do uso do carvão ativado e a radiação ultravioleta de alta energia são soluções muito eficientes para esta aplicação.


CRITÉRIOS A SEREM OBSERVADOS NA CONSTRUÇÃO DE UMA PLANTA DE TRATAMENTO

Construção sanitária
Membranas de osmose reversa sanitizáveis a alta temperatura
Kit de peças de bombas e bombas de alta pressão em stand-by
Anti-incrustantes de máximo poder e certificação NSF
Radiação ultravioleta como pré-tratamento bacteriológico de osmose reversa
Unidade CIP incorporada e automática (minimizar manobras que possam contaminar as membranas de osmose reversa)
Enxáugue com permeado. (controla o crescimento microbiano, evita corrosão na linha de concentrado por pitting, equaliza qualidade de água no start-up, e evita incrustações)

A indústria de exportação mineradora é uma das atividades mais problemáticas no mundo. A extração mineradora e seu processo são fonte de muitos contaminantes que estão dispostos no ambiente, daí a contaminação na água, solo e o ar.

Devido a esta problemática, nosso departamento de engenharia desenvolveu um sistema de recuperação de efluentes especificamente projetado para a indústria mineira.

REUTILIZAÇÃO DA ÁGUA
Este consta basicamente num acondicionamento biológico e físico-químico, para depois ser desmineralizado por osmose reversa. Este processo é amigável e aporta entre outras as seguintes vantagens:

Minimiza o volume de efluentes a dispor.
Recicla soluções de concentrado, minimizando o consumo de químicos
Minimiza a necessidade de transportar água até a mina, já que é reutilizada para o processo.

PLANTAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA CUSTOMIZADAS

UTK do Brasil, tem a experiência necessária para prover água na qualidade requerida a partir das diferentes fontes disponíveis, nos lugares mais adversos, tomando em conta cada detalhe de projeto, instalação e manutenção.

TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS DE ALTA PRESSÃO

Os principais problemas a serem considerados para que este tipo de aplicação são: a prevenção de incrustação, a proteção de corrosão e o controle de paradas.

ÁGUA RESIDENCIAL E COMERCIAL

Neste caso nos referiremos aos requerimentos na água tratada para os processos não industriais como escritórios de edifícios, hospitais, edifícios, escolas, universidades, hotéis, restaurantes, shoppings, etc. Os sistemas em cada estabelecimento que requerem tratamento de água são aquecedores, torres de esfriamento, piscinas de natação, lavagens de cristais e água para uso em clubes e também o reuso de água para aplicações diversas como lavagens de pisos e irrigação.

A incrustação nos sistemas de água quente ocorre nas tubulações do aquecedor, e é causada pela precipitação de CaCO³ (Dureza). A solução a este problema é o abrandamento da água. Desta forma pode se evitar o tampamento de tubulações de água quente, caldeiras, termo-tanques, etc. O investimento mínimo para uma produção de 1000 lt/h se encontra na ordem dos U$S 700 mais os gastos relacionados à instalação e implantação.

Outro tipo de aplicação residencial é a eliminação de contaminantes dissolvidos na água por meio da osmose reversa (arsênico, nitrato, metais, etc). Os sistemas comercializados pela UTK do Brasil, já que o investimento deste tipo de sistemas deve ser considerada por litros diários produzidos.