1

Uma Divisão da Hercules Incorporated

2

SISTEMAS DE SISTEMAS DE OSMOSE REVERSAOSMOSE REVERSA

ÁGUA - O PRODUTO NOBRE DO NOVO MILÊNIOÁGUA - O PRODUTO NOBRE DO NOVO MILÊNIOTECNOLOGIAS E TENDÊNCIAS PARA OTECNOLOGIAS E TENDÊNCIAS PARA OTRATAMENTO DE ÁGUAS INDUSTRIAISTRATAMENTO DE ÁGUAS INDUSTRIAIS

3

Aplicações de Osmose Reversa

ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO DE CALDEIRAS.

ÁGUA DE PROCESSOS.

ÁGUA POTÁVEL.

ÁGUA ULTRAPURA.

PURGA TORRES DE RESFRIAMENTO.

REUSO DE ÁGUA / ZERO DESCARGA.

4

Quando Considerar OR

SISTEMAS DE ÁGUA DESMINERALIZADA

Altos Custos de Ácido ou Cáustico

Restrições em Descarga de Regenerantes

Águas com elevada condutividade (Acima de 250 Us/cm)

5

TDS na Água de Alimentação (mg/L como CaCO3 )

Osmose Reversa x Intercâmbio Iônico(Custos)

0 50 100 150 200 250 300

Cus

to d

o T

rata

men

to

6

0 50 100 150 200 250 300

Intercâmbio Iônico

Cus

to d

o T

rata

men

to

TDS na Água de Alimentação (mg/L como CaCO3 )

Osmose Reversa x Intercâmbio Iônico(Custos)

7

0 50 100 150 200 250 300

Intercâmbio Iônico Osmose Reversa

Cus

to d

o T

rata

men

to

TDS na Água de Alimentação (mg/L como CaCO3 )

Osmose Reversa x Intercâmbio Iônico(Custos)

8

Águas com condutividade elevada

Redução dos Custos com Regenerantes

Redução dos Custos com Efluentes

Conservação de Água e Recuperação

Disponibilidade de Energia

Quando Considerar OR

9

Possibilidade de OR

TÉCNICA.

ECONÔMICA.

10

Possibilidade Técnica de OR

VARIÁVEIS A CONSIDERAR

Pré-Tratamento

Qualidade do Produto

Recuperação

11

VARIÁVEIS A CONSIDERAR

Custos de Energia

Custos de Regenerantes

Custos de Água

Custos de Disposição dos Descartes

Possibilidade Econômica de OR

12

TECNOLOGIA DE MEMBRANAS

13

PROCESSO OSMÓTICO

Soluçãoconcentrada

ÁguaPura

14

PROCESSO OSMÓTICO

Osmose

SoluçãoConcentrada

ÁguaPura

16

PROCESSO OSMÓTICO

Osmose Reversa

SoluçãoConcentrada

ÁguaPurificada

Pressão

20

Rejeito

Alimentação Permeado

OSMOSE REVERSACOMPORTAMENTO

21

RECUPERAÇÃO DE ÁGUA

REJEIÇÃO DE SAIS

23

Água Recuperada = x 100Fluxo Permeado

Fluxo Alimentação( Recuperação )

25

Rejeito

Alimentação Permeado

OSMOSE REVERSACOMPORTAMENTO

75% de Recuperação

100 m3/hr

25 m3/hr

75 m3/hr

26

Rejeição = x 100Conc. Alim. - Conc. Perm.

Conc. Alimentação

29

Alimentação Permeado

OSMOSE REVERSACOMPORTAMENTO

75% de Recuperação90% de Rejeição

100 m3/hr100 mg/l Ca

25 m3/hr370 mg/l Ca

75 m3/hr10 mg/l Ca

Rejeito

31

Alimentação Permeado

OSMOSE REVERSACOMPORTAMENTO

75% de Recuperação90% de Rejeição

100 m3/hr100 mg/lt Ca

25 m3/hr370 mg/lt Ca

75 m3/hr10 mg/lt Ca

Rejeito

Fator deConcentração =

Fluxo Alimentação

Fluxo Rejeito

400 mg/L Ca

35

Sólidos Dissolvidos

MEMBRANA SEMI-PERMEÁVEL

ÁGUA

Macromoléculas

36

MATERIAIS DE MEMBRANAS

Acetato de Celulose (CA)

Poliamida (PA)

37

MEMBRANA ACETATO DE CELULOSE

Região Microporosa

Região Não Porosa

40

Alimentação Descarte(Rejeito)

Permeado

FILTRAÇÃO FLUXO CRUZADO (Transversal)

41

MEMBRANA POLIAMIDA

Capa de Suporte Microporosa (Polisulfona)

Capa Não Porosa (Poliamida)

42

PERMEADO

ALIMENTAÇÃO DESCARTE(Rejeito)

MEMBRANA POLIAMIDA

43

PERMEADO

ALIMENTAÇÃO DESCARTE(Rejeito)

Intl

MEMBRANA POLIAMIDA

44

COMPORTAMENTO DE MEMBRANAS DE OSMOSE

REVERSA

45

COMPORTAMENTOMEMBRANA OR

Solúvel Membrana CA Membrana PA Sódio 85 - 99 96 - 99Cloro 85 - 99 96 - 99Cálcio 90 - 99+ 98 - 99+Magnésio 90 - 99+ 98 - 99+Sulfato 90 - 99+ 98 - 99+Carbonato 90 - 99+ 98 - 99+Condutividade 85 - 99

97 - 99Sílica 80 - 90 98 GASES 0 0

46

PROPRIEDADES COMERCIAS COMPARATIVAS

Propriedade Membrana CA Membrana PA

Superfície de Carga Neutra Negativo

Pressão 21 - 42 kgm/cm2 10.5 - 28 kgm/cm2

(300 - 600 psi ) (150 - 400 psi)

Temperatura 35oC (95°F) 45oC (113°F)

pH (operação) 4 - 6 3 - 11

Cloro, Livre acima de 1.0 mg/L Nenhum

Vida Média Típica 2 - 3 anos 2 - 5 anos

Custo (por módulo) X 1.5X

47

Membrana CA Membrana PA

VANTAGENS Flexível Alta Rejeição

DESVANTAGENS Alta Pressão Sensível ao Cloro Sensível ao pH Sujeito a Contaminação

USO TÍPICO (*) Águas Superficiais Águas de Poços

(*) Hoje há uma grande utilização de membranas de poliamida com (*) Hoje há uma grande utilização de membranas de poliamida com águas de superfície devido a necessidade de redução dos teores de águas de superfície devido a necessidade de redução dos teores de sílica (geralmente sistemas com plantas de pré-tratamento)sílica (geralmente sistemas com plantas de pré-tratamento)

PROPRIEDADES COMERCIAIS COMPARATIVAS

50

Permeado

MÓDULO ESPIRAL “ROTATIVO”

Saída Concentrado(Rejeito)

Saída Concentrado(Rejeito)

Fluxo de Alimentação

Fluxo de Alimentação

EntradaAlimentação

EntradaAlimentação

Membrana

Separador de Permeado

Separador de Alimentação

Membrana

52

DESENHO DE SISTEMAS OSMOSE

REVERSA

56

2 Estágios1 Trem/Banco

ARRANJO 4 X 2

DIAGRAMA DE FLUXO DE UM SISTEMA DE OSMOSE REVERSA

62

50m3/h

PERMEADO

CONCENTRADO(REJEITO)

100 m3/h

50 m3/h

25 m3/h

75 m3/h

75% RECUPERAÇÃO

DIAGRAMA DE FLUXO DE UM SISTEMA DE OSMOSE REVERSA

50% RECUPERAÇÃO MÁXIMAS por ESTÁGIO

ALIMENTAÇÃO

1o Estágio 2o Estágio

64

Alimentação

PERMEADO

REJEITO

100 m3/hr

50 m3/hr

50m3/hr

25 m3/hr

75 m3/hr75% Recuperação

100 mg/L

10 mg/L

200 mg/L

20 mg/L

13 mg/L

25 m3/hr

400 mg/L

DIAGRAMA DE FLUXO DE UM SISTEMA DE OSMOSE REVERSA

50% Recuperação Máxima por Estágio

90% Rejeição

1o Estágio 2o Estágio

65

SISTEMA DE MEMBRANA GERENCIAMENTO

Pré-tratamento

Monitoramento

Produtos químicos específicos para todas as etapas e sistemas

66

PRÉ-TRATAMENTO

CONTAMINAÇÃO POR SÓLIDOS SUSPENSOS

CONTAMINAÇÃO ORGÂNICOS/CONTROLE MICROBIOLÓGICO

FORMAÇÃO INCRUSTAÇÃO POR SÓLIDOS SUSPENSOS

DEGRADAÇÃO DA MEMBRANA

PREVINEPREVINE

70

ITEM PARÂMETROVALOR

Sólidos SDI < 5Suspensos Turbidez < 1 NTU

Ferro <0.05 mg/LMangânes < 0.5 mg/L

Orgânicos TOC 10 -15 mg/L

Sólidos LSI < 1 *Dissolvidos Bário < 0.05 mg/L

Estrôncio <0.1 mg/L

Sílica 50 - 150 mg/L*

* Em Concentrado

Exigências da Qualidade de Água de Alimentação para

Membranas

71

PARÂMETRO

Cloro, Livre, mg/L

pH

Temperatura

Membrana CA

<1.0

4 - 6

35°C (95°F)

Membrana PA

0

3 - 11

45°C (113°F)

Exigências da Qualidade de Água de Alimentação para

Membranas

72

TÉCNICAS DE PRÉ-TRATAMENTO

PARÂMETRO PRÉ-TRATAMENTOSDI, Turbidez Clarificação, FiltraçãoFerro, Mangânes Oxidação (KMnO4, H2O2, Cl2)

Aeração, pH, Filtração Greensand

Orgânicos Cl2, Nanofiltração, Carvão AtivadoMB Cl2, Biocidas, Filtração

Dureza, Bário Abrandamento, Sequestrantes, pHEstrôncio

Sílica Reativa Abrandamento a Quente

Cloro Livre Metabissulfito de Sódio

73

Monitoramento do Sistema

Coleta de Dados

Normalização

Limpezas de Rotina

74

Coleta de Dados

Temperatura

pH

Pressão

Fluxo

TDS

SDI

LSI

Cloro, Livre

Turbidez

MB

75

Normalização

Pressão Temperatura Fluxo Concentração de Alimentação Contaminação Incrustações Degradação de Membrana

76

NORMALIZAÇÃO

PRESSÃO TEMPERATURA TAXA DE FLUXO CONCENTRAÇÃO ALIMENTAÇÃO CONTAMINAÇÃO INCRUSTAÇÃO DEGRADAÇÃO

93

250

270

290

310

330

350

370

0 20 40 60 80 100 120

Tempo de Operação (dias)

FLUXO PERMEADO NO SISTEMA

DadosDados NormalizadosLimpeza

FluxoPermeado(m3/h)

94

TROUBLESHOOTING

95

TROUBLESHOOTING

PROBLEMAS MECÂNICOS

PROBLEMAS DE RENDIMENTOAnálises de ÁguaPerfil/ProvaAutopsia

103

RESUMOTECNOLOGIA DE MEMBRANAS

MEMBRANAS -- Materiais, Módulos

DESENHO DE SISTEMAS -- Recuperação, Qualidade

GERÊNCIA DE SISTEMAS -- Dados, Monitoração

TROUBLESHOOTING -- Técnicas

APLICAÇÕES / ECONOMIA

104

TECNOLOGIAS DE PRODUTOSTECNOLOGIAS DE PRODUTOS

KLEEN / HYPERSPERSE / BIOMATEKLEEN / HYPERSPERSE / BIOMATEProdutos para tratamento de sistemas de osmose Produtos para tratamento de sistemas de osmose reversa.reversa.

Kleen: agentes de limpezaKleen: agentes de limpeza

Hypersperse: anti-incrustantes / Hypersperse: anti-incrustantes / dispersantesdispersantes

Biomate: agentes de desinfecçãoBiomate: agentes de desinfecção

106

HYPERSPERSEHYPERSPERSE

Suporta:Suporta:

Presença de Fe e AlPresença de Fe e Al

Elevados Teores de Sílica (250 ppm)Elevados Teores de Sílica (250 ppm)

Presença de Ca, Sr, Ba (formação de Presença de Ca, Sr, Ba (formação de

sulfatos e carbonatos)sulfatos e carbonatos)

Coagulantes CatiônicosCoagulantes Catiônicos

Aprovados pelos principais fornecedores de membranasAprovados pelos principais fornecedores de membranas

107

KLEENKLEEN

Produtos TamponadosProdutos Tamponados

Formulações Líquidas e em PóFormulações Líquidas e em Pó

Sinergia de ativosSinergia de ativos

Limpezas EspecíficasLimpezas Específicas

Segurança OperacionalSegurança Operacional

Limpezas Fracas, Médias e FortesLimpezas Fracas, Médias e Fortes

Aprovação dos Principais Fornecedores de Aprovação dos Principais Fornecedores de

MembranasMembranas

108

BIOMATEBIOMATE

Produtos EspecíficosProdutos Específicos

Agentes de alto grau de açãoAgentes de alto grau de ação

Desinfecção de toda a planta (pré-tratamento e Desinfecção de toda a planta (pré-tratamento e

membranas de osmose reversa)membranas de osmose reversa)

Limpezas Rápidas e Limpezas LentasLimpezas Rápidas e Limpezas Lentas

Conservação de Plantas paradas e em operaçãoConservação de Plantas paradas e em operação

Utilização em limpezas químicas ou em operaçãoUtilização em limpezas químicas ou em operação

Aprovação dos Principais Fornecedores de Aprovação dos Principais Fornecedores de

MembranasMembranas

109

P E R G U N T A S ?P E R G U N T A S ?