Blog da REBOB

Balanço de massa de um sistema de ultrafiltração e osmose reversa para dessalinização de água salobr

Ana Carolina Martins Rodrigues.


Resumo


A má distribuição de água doce no mundo, o crescimento populacional acentuado, as mudanças climáticas e as consequências das ações antropológicas traz a necessidade da busca de fontes alternativas para suprir a demanda de água aos seres humanos, animais e plantas. A abundância de água salgada ou salobra é muitas vezes, a única fonte de água disponível para sobrevivência de algumas comunidades no planeta, isso tem impulsionado o uso de técnicas de dessalinização. Com o objetivo de estudar alternativas para adaptações climáticas, antecipar tendências e problemas hídricos futuros foi implantado um sistema de dessalinização de água salobra, em escala piloto, nas dependências da Estação de Tratamento de Água (ETA) da Sanepar, em Praia de Leste, no município de Pontal do Paraná no litoral do estado. O sistema piloto foi provido de ultrafiltração (UF) como pré-tratamento seguido de abrandamento e da dessalinização por osmose reversa (OR). Com capacidade para produzir 1 m 3 .h-1 de água tratada. A água salobra foi padronizada nas concentrações de 1000 ± 50 mg.L-1 e 1500 ± 20 mg.L-1 de sólidos dissolvidos totais (SDT), por meio da mistura da água do mar e da água bruta do Rio das Pombas, manancial que abastece o balneário. Avaliou-se o sistema global a partir de dados de produção e consumo de água, balanço de massa e das taxas de recuperação para configurações diferentes do sistema de OR. Para isso, foram realizados quatro experimentos, variando a configuração de abertura do registro do concentrado da OR: o primeiro com abertura de 72,71% de concentrado (A); o segundo 59,20 % (B); o terceiro 39,70% (C), estes com 1500 ± 20 mg.L-1 de SDT; o quarto experimento foi realizado para 1000 ± 50 mg.L-1 de SDT com abertura de 32,90% de concentrado (D). Aproximadamente 15% do volume de alimentação era utilizado na limpeza hidráulica das membranas da UF e da OR. Quanto maiores as vazões do concentrado da OR, maior a vazão de alimentação, e consequentemente, menor a taxa de recuperação e pressão osmótica. A maior taxa de recuperação obtida foi de 69,13% para o experimento D, sendo considerada a configuração mais otimizada.


Introdução


O crescimento desenfreado da população, a distribuição desigual dos recursos hídricos, a degradação do meio ambiente e as mudanças climáticas, têm contribuído para a pouca disponibilidade de água doce para suprir as necessidades dos seres humanos, animais e plantas.


Além disso, a qualidade das águas que chegam às estações de tratamento tem lançado desafios às companhias de saneamento. Com isso, fontes alternativas e tecnologias avançadas de tratamento de água vêm sendo objeto de estudo para muitos pesquisadores. Entre elas, estão os processos de dessalinização de águas salobras ou salinas para produção de água potável para a população. A dessalinização de água tem sido aplicada em regiões semiáridas, desérticas, em ilhas e áreas costeiras como na costa da Austrália, em países do Oriente Médio, oeste dos Estados Unidos, ilhas do Caribe, em regiões do semiárido do nordeste do Brasil e em ilhas como, em Fernando de Noronha (ALMEIDA, 2017; TORRI, 2015).


Dois processos básicos são aplicados na dessalinização: a destilação térmica ou a separação por membranas. Entre os processos de separação por membranas, a osmose reversa (OR) tem se destacado no Brasil e no mundo para a dessalinização de água do mar e águas salobras, bem como em sistemas que tratam águas para reúso (IDA, 2014; MOLINA; CASAÑAS, 2010).


Há anos atrás, o custo elevado e o alto consumo de energia limitou o uso da técnica de OR no mundo. No entanto, avanço recente especialmente nas tecnologias das membranas de OR tem contribuído para a viabilidade de aplicação (NRC, 2008).


Além disso, com o intuito de preservar a vida útil das membranas da OR diminuindo incrustações, depósitos e obstrução dos poros e também melhorar a eficiência do tratamento, um sistema de pré-tratamento deve ser adotado.


O pré-tratamento tem por objetivo remover as macromoléculas, colóides, bactérias e demais sólidos suspensos. A ultrafiltração (UF) é uma tecnologia que tem apresentado bons resultados para isso e vem sendo muito utilizada como prétratamento em sistemas de OR (LAUTENSCHLAGER, 2006; LÖWENBERG et al. 2015; SUN, et al., 2015).


A Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar) no início do ano de 2015 relatou que, a Estação de Tratamento de Água (ETA), localizada no Balneário de Praia de Leste, no município de Pontal do Paraná, vem sofrendo com maiores quantidades de sais na água bruta (Informação verbal)1 . A captação é feita no Rio das Pombas pertencente à sub-bacia do Rio Guaraguaçu. Principalmente, em épocas de estiagem, com baixa vazão do rio e períodos de maré alta, pode ocorrer a intrusão da água do mar no rio alterando as concentrações de sais.


Outro agravante dessa região é a população flutuante, que em Praia de Leste chega a ser 25 vezes maior que a população permanente (ALMEIDA, 2017), trazendo desafios à companhia de saneamento para suprir a demanda de água na alta temporada.


Com o intuito de estudar alternativas para adaptações climáticas, antecipar tendências e problemas hídricos futuros foi implantado um sistema de dessalinização de água salobra, em escala piloto, em Praia de Leste. O sistema é provido de ultrafiltração seguido de abrandamento e osmose reversa.

Esse sistema faz parte de um projeto de pesquisa realizado por meio de um convênio entre a Sanepar, a Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), a University of North Texas (UNT) e a University College London (UCL).


Almeida (2017) realizou a primeira etapa da pesquisa referente a esse projeto, avaliando a eficiência do sistema de dessalinização a partir de dados referentes à qualidade da água, pressão osmótica, taxa de filtração e taxa de recuperação, da UF e OR, tratando água salobra com concentrações de 1000 e 1500 ± 100 g.m-3 de sólidos dissolvidos totais (SDT) de entrada.


Este estudo contempla mais uma etapa do projeto e avaliou o sistema de dessalinização quanto aos parâmetros operacionais e também quanto ao balanço de massa detalhado das fases diversas do processo, sendo analisada a eficiência considerando dados de produção e consumo de água, pressão osmótica e taxa de recuperação para quatro condições diferentes de operação.


O balanço de massa caracteriza os fluxos de massa e de vazão que ocorre durante processo. Portanto, este trabalho demonstrou por meio de dados quantitativos o que de fato ocorreu no sistema.


Para ler o artigo na íntegra clique aqui.


Fonte: Portal Tratamento de Água

3 visualizações

A Rede Brasil de Organismos de Bacias Hidrográficas - REBOB é uma entidade sem fins lucrativos constituída na forma jurídicos de Associação Civil, formada por associações e consórcios de municípios, associações de usuários, comitês de bacia e outras organizações afins, estabelecidas em âmbito de bacias hidrográficas.

Design & Marketing Digital

Criatividade Coletiva - Inteligência de Marketing para Eventos
  • Telegram
  • LinkedIn App Icon
  • Wix Facebook page