Uma membrana RO de água salobra é um elemento de osmose reversa enrolado em espiral construído para dessalinizar a água de alimentação com um total de sólidos dissolvidos entre aproximadamente 1.000 e 10.000 ppm, como águas subterrâneas, superficiais, água de torneira e água de processo industrial de baixa salinidade. Operando a uma pressão de alimentação moderada de cerca de 0,6 a 2,1 MPa, ele usa uma camada de poliamida composta de filme fino para rejeitar sais dissolvidos, íons de dureza, produtos orgânicos e microorganismos, enquanto deixa passar água purificada, normalmente atingindo uma taxa de rejeição de sal de 98,5% a 99,5%.
Como a água salobra fica entre a água doce e a água do mar em salinidade, esta categoria de membrana é projetada em torno de um equilíbrio de pressão e fluxo diferente de um elemento de água do mar. É a membrana robusta por trás de usinas de água municipais, pré-tratamento de alimentação de caldeiras, linhas de produção de alimentos e bebidas e uma longa lista de sistemas de reutilização industrial que não precisam das classificações de pressão extrema que uma membrana de água do mar exige.
Como uma membrana RO de água salobra separa o sal da água
A membrana atua na permeabilidade seletiva. Uma vez que a pressão aplicada excede a pressão osmótica da solução de alimentação, as moléculas de água migram através da camada de rejeição de poliamida enquanto o sódio, o cloreto, o cálcio, o magnésio, o sulfato e as moléculas orgânicas maiores são retidas no lado do concentrado. Como a carga superficial do filme é ajustada durante a fabricação, os íons divalentes, como o cálcio e o magnésio, são rejeitados com mais eficiência do que os íons monovalentes, como o sódio e o cloreto, razão pela qual a dureza diminui rapidamente, mesmo antes da salinidade total.
Em uma operação típica com água de alimentação de 3.000 ppm, a condutividade do permeado pode cair abaixo de 30 microsiemens por centímetro, o que é limpo o suficiente para alimentar diretamente os sistemas de reposição da caldeira ou um estágio de polimento EDI posterior para água ultrapura de nível eletrônico. Este equilíbrio entre pressão moderada e forte rejeição é exatamente o motivo pelo qual a categoria de água salobra, em vez de água do mar ou elemento de nanofiltração, é escolhida para a maioria dos projetos interiores e municipais.
Série de membranas RO de água salobra e parâmetros técnicos
Os fornecedores de membranas geralmente dividem a linha de água salobra em níveis de pressão para que os operadores possam combinar o consumo de energia com a salinidade real da água de origem, além de uma variante resistente a incrustações para fluxos de alimentação difíceis.
| Série | Salinidade da água de alimentação | Rejeição típica de sal | Pressão Operacional |
| BW de baixa pressão | 1.000 - 3.000 ppm | 98,5% ou superior | 0,6 - 1,0MPa |
| PN de Média Pressão | 3.000 - 7.000 ppm | 99,0% ou superior | 1,0 - 1,6 MPa |
| BW de alta pressão | 7.000 - 10.000 ppm | 99,2% ou superior | 1,6 - 2,1MPa |
| Resistente a incrustações BW-FR | Água de alimentação com alto SDI | 98,8% ou superior | 1,0 - 1,8 MPa |
As caixas 4040 (4 por 40 polegadas) e 8040 (8 por 40 polegadas) continuam sendo os dois formatos mais comuns. Um elemento salobro 4040 é adequado para pequenos skids de água pura e sistemas de laboratório com uma produção de cerca de 1,0 a 1,5 toneladas por hora, enquanto um elemento 8040 cobre grandes trens municipais ou industriais, fornecendo cerca de 7,5 a 9,5 toneladas por hora por elemento, com muito menos alojamentos necessários para a mesma capacidade total.
Onde as membranas RO de água salobra são realmente usadas
A demanda industrial por esta categoria de membranas foi muito além da simples dessalinização para soluções completas de água de processo em diversas indústrias pesadas.
- Fabricação fotovoltaica: o corte de wafer de silício precisa de água ultrapura com resistividade de 18 megaohm-cm. Um estágio de pré-tratamento de membrana de água salobra pode puxar 2.500 ppm de água de alimentação para menos de 25 ppm antes de chegar a uma unidade de polimento EDI, e instalações que processam mais de um milhão de toneladas por ano mantiveram os elementos em serviço por mais de três anos.
- Siderurgia e usinas de energia: a água de resfriamento circulante e a água de alimentação da caldeira precisam de um controle rígido de sal. Foi demonstrado que uma série BW-FR resistente a incrustações, que lida com 4.500 ppm e água de alimentação de alta dureza, sustenta uma recuperação de permeado acima de 75%, ao mesmo tempo em que aumenta os intervalos de limpeza química de aproximadamente 45 dias para 120 dias.
- Impressão e tingimento têxtil: projetos de reutilização de águas residuais precisam de cor forte e remoção de DQO. As membranas de água salobra neste ambiente alcançaram rejeição de DQO acima de 85% com cor de permeado abaixo de 5 unidades Hazen, atendendo aos padrões de água recuperada para reutilização industrial.
- Abastecimento municipal e de água potável: as membranas da série BW de baixa pressão são a escolha padrão para tratamento de águas subterrâneas e superficiais, onde o custo de energia por metro cúbico é o fator decisivo.
Membrana RO de água salobra vs Membrana RO de água do mar
Essas duas categorias às vezes são confundidas porque ambas são elementos de osmose reversa, mas não são intercambiáveis.
| Atributo | Membrana RO de água salobra | Membrana RO de água do mar |
| Salinidade da Alimentação | 1.000 - 10.000 ppm | Acima de 35.000 ppm |
| Pressão Operacional | 0,6 - 2,1MPa | 5,5 - 6,9MPa |
| Classificação de pressão da carcaça | Serviço padrão | Reforçado, de alta pressão |
| Uso típico | Águas subterrâneas, abastecimento municipal, água de processo industrial | Dessalinização da água do oceano |
Como selecionar a membrana RO certa para água salobra
A escolha entre as séries de baixa, média, alta pressão e resistente a incrustações se resume a quatro pontos de dados do relatório de água da fonte.
- Alimentação TDS e dureza: combine a salinidade com o nível de pressão correto da tabela acima. Acima de 500 mg/L de dureza, adicione uma etapa de amolecimento antes da membrana, em vez de depender apenas da membrana.
- Valor SDI: quando o índice de densidade de lodo estiver acima de 5, mude para uma série BW-FR resistente a incrustações com um espaçador de alimentação mais largo em vez de um elemento BW padrão.
- Orçamento energético: uma série BW de baixa pressão reduz a energia de bombeamento em cerca de 25 a 30 por cento em comparação com uma série de alta pressão, mas funciona apenas dentro de sua faixa de salinidade nominal.
- Taxa de recuperação desejada: os sistemas de água salobra geralmente funcionam com recuperação de 70 a 85 por cento; aumentar a recuperação aumenta o risco de incrustação no lado do concentrado e geralmente exige dosagem anti-incrustante.
Pré-tratamento e vida útil
Sob condições operacionais padrão, um elemento de membrana de RO de água salobra é projetado para uma vida útil de três a cinco anos, embora o número real dependa muito da qualidade do pré-tratamento. Um trem de pré-tratamento típico inclui filtração multimídia para reduzir a turbidez abaixo de 1 NTU, filtração de carvão ativado para remover o cloro residual abaixo de 0,1 ppm, filtração de cartucho de 5 mícrons à frente do invólucro da membrana e dosagem de amolecimento ou anti-incrustante onde a dureza ou o risco de incrustação são altos.
A substituição geralmente é justificada quando o fluxo de permeado cai mais de 15% de seu valor inicial, a rejeição de sal cai mais de 1,5 ponto percentual, a pressão transmembrana aumenta mais de 20% ou um ciclo de limpeza química no local não consegue restaurar o desempenho para 90% do valor de referência original. Acompanhar o fluxo normalizado e a rejeição mensalmente torna esses limites fáceis de detectar antecipadamente.
Perguntas frequentes
Para qual faixa de salinidade é construída uma membrana RO de água salobra
Ele é projetado para água de alimentação entre aproximadamente 1.000 e 10.000 ppm de sólidos dissolvidos totais, o que cobre a maioria das águas subterrâneas, superficiais e fluxos de processos industriais de baixa salinidade.
Qual é a diferença entre uma série BW e uma membrana da série BW-FR
A série BW é construída para água salobra convencional com tendência normal a incrustações. A série BW-FR adiciona um espaçador de alimentação mais amplo e química de superfície modificada para resistir à incrustação em fontes de água com alto SDI, alta turbidez ou com alto teor orgânico.
Quanto tempo dura uma membrana industrial BW RO
Três a cinco anos em condições padrão com pré-tratamento adequado. A má qualidade da água de alimentação ou a limpeza pouco frequente podem reduzir esse tempo consideravelmente, enquanto sistemas bem mantidos funcionam de forma estável por mais de quatro anos.
Uma membrana RO de água salobra pode substituir uma membrana de água do mar
Não. Uma membrana de água salobra é construída para uma pressão de alimentação mais baixa e uma camada de rejeição mais fina do que uma membrana de água do mar, e não é classificada para as pressões de 5,5 a 6,9 MPa exigidas pela dessalinização da água do mar.
De que pré-tratamento um sistema RO de água salobra precisa
Um trem padrão inclui filtragem multimídia, filtragem de carvão ativado, filtragem de cartucho de 5 mícrons e dosagem de amolecimento ou anti-incrustante quando a dureza ou o risco de incrustação são elevados.
Considerações Finais
Uma membrana RO de água salobra fica no centro da maioria dos sistemas de tratamento de água interior porque atinge o equilíbrio certo entre custo de energia e rejeição de sal para a faixa de salinidade de 1.000 a 10.000 ppm. Combinar o nível de pressão correto, escolher uma série resistente a incrustações quando o SDI exigir e manter o pré-tratamento consistente são o que realmente determina se um elemento dura três ou cinco anos.
EN
