O que são sistemas de Osmose Reversa e Nanofiltração e como funcionam?

A osmose reversa (RO) e a nanofiltração (NF) são frequentemente discutidas como uma solução, pois são tecnologias de membrana semelhantes que resolvem uma variedade de necessidades de separação e filtração de processos. As duas tecnologias estão sendo cada vez mais utilizadas por instalações industriais que buscam reciclar e tratar água para reuso e conservação. À medida que os problemas de escassez de água continuam a aumentar, estas tecnologias tornaram-se uma solução económica a longo prazo para evitar descargas astronómicas e taxas de utilização de água, além de servirem outros requisitos de filtração, tais como a geração de água de processo, concentração de produtos, abrandamento e desmineralização. Se você está procurando uma solução de separação e/ou filtração, pode estar pensando que RO/NF é uma boa opção. Mas o que são exatamente osmose reversa e nanofiltração e como funcionam? Este artigo simplificará esses processos tecnológicos para que você possa entender melhor como eles podem ajudar suas instalações:

O que é osmose reversa?

Osmose reversa, também conhecida como RO, é uma tecnologia de membrana que utiliza um meio semipermeável para remover certos íons e partículas de um fluxo líquido. RO remove contaminantes com base em seu tamanho e carga das partículas – geralmente qualquer coisa que seja 0,0001 μm ou maior, incluindo:

• Bactérias
• Cálcio e magnésio
• Partículas coloidais
• Flúor
• Ferro e manganês
• Material orgânico
• Pirogênio
• Sais
• Vírus

Devido às suas propriedades de filtração, o RO é frequentemente usado para:

• Águas para reutilização oriunda de efluentes tratados.
• Concentrar solventes ou usados na indústria de alimentos e bebidas, como soro do leite.
• Criar fluxos de água ultrapuros para processos, como os exigidos na indústria de microeletrônica e farmacêutica.
• Dessalinizar a água do mar ou outras soluções de salmoura.
• Gerar água potável.

RO também é o processo reverso de osmose, um fenômeno que ocorre naturalmente quando uma corrente com menor teor de soluto (com maior concentração de água) migra em direção a uma corrente com maior teor de soluto (com menor concentração de água) através de uma membrana semipermeável para atingir o equilíbrio do concentrado.

O que é Nanofiltração?

Embora RO e NF sejam tecnologias de membrana que utilizam um meio semipermeável para remover certos íons e partículas de um fluxo líquido, elas podem ser distinguidas com base no tamanho das partículas que cada uma é capaz de remover. Comparativamente, RO e NF são capazes de remover contaminantes mais finos do que a microfiltração e a ultrafiltração, com aplicações que incluem a remoção de:

• Dureza
• Nitratos
• Metais pesados
• Macromoléculas orgânicas
• Sulfatos
• Radionuclídeos
• Sólidos totais dissolvidos (TDS)

A Nanofiltração, no entanto, proporciona uma filtração ligeiramente mais grosseira do que a OR, com a capacidade de remover partículas tão pequenas como 0,002 a 0,005 ÿm de diâmetro, incluindo compostos pesticidas e macromoléculas orgânicas, ao mesmo tempo que retém minerais que a OR removeria de outra forma. Membranas de Nanofiltração são capazes de remover íons divalentes maiores, como sulfato de cálcio, enquanto permitem a passagem de íons monovalentes menores, como cloreto de sódio. Devido às suas propriedades de filtração, a Nanofiltração é frequentemente usada para:

• Concentrar e desmineralizar subprodutos valiosos, como metais de águas residuais
• Gerar água potável
• Remover nitratos
• Remover pesticidas das águas subterrâneas ou superficiais
• Como sistemas de abrandamento, remoção de dureza da água.

Como eles funcionam?

Como mencionado acima, RO é o inverso da osmose, que é um processo passivo e natural que acontece sem o uso de energia. Por exemplo, se você colocasse uma membrana semipermeável em uma banheira com água e depois adicionasse sal de um lado, a água migraria naturalmente do lado sem sal para o lado da membrana semipermeável onde você adicionou o sal para diluir o concentrado, líquido contaminado com sal até que os dois lados estivessem igualmente diluídos. Você acabaria com um lado com um nível de água mais alto, criando o que é conhecido como pressão osmótica. RO e NF funcionam de forma semelhante, a diferença é o tamanho das partículas que estão sendo filtradas. Com RO/NF, como você está removendo contaminantes de um fluxo líquido com alto teor de soluto, uma energia maior do que a pressão osmótica que ocorre naturalmente deve ser aplicada para forçar o solvente da (solução altamente concentrada) através da membrana semipermeável na direção oposta à que ocorreria naturalmente e sem força. Isto faz com que o permeado passe através da membrana semipermeável enquanto retém e filtra quaisquer contaminantes maiores do que a água pura que passa para o lado de baixa pressão. A pressão necessária para empurrar o solvente através da membrana semipermeável depende do concentrado de sólidos. Quanto mais concentrado for o fluxo, mais pressão você precisa que se aplique para superar a pressão osmótica e forçar a passagem do permeado (água filtrada). Isso deixa você com um fluxo de rejeitos altamente concentrado que é usado ou descartado, dependendo das necessidades de separação/concentração da instalação.