Processos de Nanofiltração e Dessorção gasosa em tratamento de águas

INTRODUÇÃO

A ineficiência na remoção de pequenas partículas e de componentes que causam mau cheiro nas águas fomentou a pesquisa por tecnologias alternativas para resolver esses problemas, pois muitas das vezes, no processo convencional de tratamento de água, os resultados ao fim desse processo não se apresentavam satisfatórios, devido à baixa qualidade que a água apresentava ao fim do processo.

A nanofiltração e a dessorção gasosa, são tecnologias que melhoram a qualidade da água no processo de tratamento, removendo desde partículas muito pequenas, até mesmo íons, retirando o mau cheiro e subprodutos de outros processos existentes no tratamento convencional de água para abastecimento.

NANOFILTRAÇÃO

O processo de filtração, em termos gerais, é entendido como a separação de dois ou mais componentes de uma corrente fluida baseada na diferença de tamanho entre o material particulado presente na água e a abertura da membrana. Um exemplo simples de filtração pode ser visualizado no processo de coar café, na qual o filtro (de papel ou de pano) separa as partículas grosseiras de café (que ficam retidas no filtro) e deixa passar apenas as partículas que são menores que os poros do meio filtrante. Nesse exemplo, o filtro separou as partículas por tamanho dentro de uma corrente fluida.

Convencionalmente, a filtração se refere à separação de partículas sólidas de correntes líquidas ou gasosas. A filtração por membranas tem aplicação na separação de solutos dissolvidos em correntes líquidas e a separação de misturas gasosas.

A membrana para filtração é uma barreira que separa duas fases e que seletivamente transfere massa entre as fases. A membrana é uma barreira permeável e seletiva ou uma interface entre duas fases que tem a capacidade de transportar determinados componentes de forma eficiente, retendo outros que fazem parte da mistura de alimentação do processo.

Um dos sistemas de filtração que se utiliza de membranas e está sendo utilizado como alternativa ao tratamento convencional de águas para consumo humano é a nanofiltração. Esse processo tem demonstrado que se pode obter uma água de qualidade superior àquela alcançada por tecnologias de tratamento convencionais. A nanofiltração é efetiva na remoção de partículas sólidas com tamanho de poros da ordem de 10^-9 m (0,000000001 metros ou 1 nanômetro), entre eles:

Carbono orgânico;
Produtos da desinfecção;
Compostos orgânicos dissolvidos que agregam cor, gosto e odor as águas.

A nanofiltração possui eficiência na separação molecular maior do que a osmose reversa e é eficaz na remoção de compostos dissolvidos e alguns íons. O processo de nanofiltração trabalha em alta pressão e suas membranas rejeitam íons bivalentes (Mg⁺² e Ca⁺²), contribuindo no processo de abrandamento de águas duras, mas deixa passar íons monovalentes (Na⁺, Cl-).

Devido ao seu maior custo, comparada a outras tecnologias convencionais de tratamento de água, a nanofiltração não é, ainda, constantemente utilizada para este fim no Brasil. Mas, com a diminuição dos custos unitários de investimento, operação e manutenção, nos últimos anos, esta tecnologia vem sendo competitiva com os processos convencionais de tratamento.

Figura 2 – Demonstração de separação por membrana.

Fonte: ZAT, 2009.

DESSORÇÃO GASOSA

Na operação de dessorção, uma corrente gasosa é alimentada continuamente pela parte inferior de uma estrutura tipo torre. O líquido adentra na torre em sua parte superior, escoando em contracorrente com o fluxo de ar. O interior da torre é preenchido com um recheio. O ar sai da torre com um teor maior de contaminante, enquanto que o liquido deixa a torre com menor concentração ou totalmente livre do contaminante.

A dessorção gasosa é uma operação unitária utilizada no tratamento de água e efluentes para remoção de compostos como amônia, sulfeto de hidrogênio, dióxido de enxofre, tricloroetileno, subprodutos da desinfecção e outros compostos voláteis e semi-voláteis. Essa técnica vem se mostrando como alternativa para remoção de vários compostos que causam gosto e odor na água.

Figura 3 – Demonstração do funcionamento de uma torre de dessorção gasosa.

Fonte: ZAT, 2009.

CONSIDERAÇÕES

A nanofiltração e a dessorção gasosa representam tecnologias que podem auxiliar na obtenção de uma água de maior qualidade para o abastecimento, retirando algumas características comuns de poluentes e contaminantes que podem ser encontrados em processos de tratamento que não apresenta 100% de eficiência na purificação da água.

Essas tecnologias ainda são pouco utilizadas no Brasil, devido ao custo de obtenção e operação desses equipamentos que requer corpo técnico especializado e constante manutenção. Também, nem sempre se faz necessário o uso dessas tecnologias, pois o processo convencional de tratamento pode suprir as necessidades de abastecimento de forma eficiente. Essas tecnologias tem melhor aplicabilidade em regiões onde o processo convencional de tratamento não garante uma boa qualidade da água.