Microfiltração, Ultrafiltração, Nanofiltração e Osmose Reversa no Tratamento de Água

Processo de filtração de água - Micro Filtração 10 - 0.1µM

As técnicas de filtração estão evoluindo constantemente e se modernizando devido ao uso de tecnologia avançada em novos equipamentos, que tem como objetivo reduzir custos e tempo de operação, facilitando e viabilizando processos de tratamento de água.

As membranas são meios filtrantes estruturados de diversos tipos de polímeros, tais como: PVDF (Difluoreto de Polivinilideno) , o PTFE (Politetrafluretileno), PES (Polietersulfona), PAN (Poliacrilonitrila), etc. Algumas ainda são de matérias inorgânicas. O que diferencia as membranas de filtros convencionais é o seu alto poder de retenção, devido à presença de poros de dimensões variadas. Estes poros servem tanto para separar partículas como para fracionar moléculas de diferentes massas molares.

Nível de Passagem de Diferentes Tipos de Membranas

O tamanho do poro determina qual o tipo de membrana selecionada, bem como suas aplicações e materiais retidos. Atualmente, existem as membranas de Microfiltração, Ultrafiltração, Nanofiltração e Osmose Reversa. Suas estruturas são denominadas placas planas, espirais, capilares e tubulares.

  • Microfiltração (MF) é feita a baixa pressão com fluxo cruzado com membrana separadora de partículas coloidais e em suspensão na faixa de 10 – 0,1µM. É utilizada para a clarificação de caldo de fermentação e recuperação de biomassa.
  • Ultra filtração (UF) é um processo de fracionamento utilizando pressões até 10 bar onde se concentram sólidos suspensos e solutos de alto peso molecular (maior que 1.000). O permeado ou filtrado contém solutos de baixo peso molecular orgânicos e sais. A UF é largamente utilizada para o fracionamento do leite e soro, fracionamento de proteínas, remoção de particulados, bactérias e a maioria dos vírus e coloides. Membranas de ultra filtração normalmente têm tamanhos de poros na faixa de 0,1 – 0,01µM.
  • Nanofiltração (NF) é um processo usado quando a osmose reversa (RO) ou a ultra filtração(UF) não são a escolha ideal para a separação. NF pode executar aplicações de separação de desmineralização, remoção de cor e dessalinização.
  • Osmose Reversa (RO) utiliza alta pressão e é usada para concentrar substâncias de baixo peso molecular em solução ou de águas residuais. Tem a habilidade de concentrar todos os sólidos dissolvidos e suspensos. O permeado contém uma concentração muito baixa de sólidos dissolvidos. A osmose reversa é amplamente utilizada na dessalinização da água do mar, desmineralização de água para uso industrial, abastecimento de caldeira, processos especiais e potabilização.
  • Resinas de Troca Iônica para abrandamento e retirada ou recuperação de cátions ou ânions específicos.

Microfiltração (MF)

Membrana de Microfiltração (MF)

Esse processo consiste em uma separação cross-flow de baixa pressão de partículas coloidais e sólidos suspensos na água a ser tratada. Além de reduzir a turbidez da água, a MF consegue reter uma pequena proporção de vírus, ou seja, somente aqueles que se agrupam em colônias de bactérias.

MF atua como uma proteção das membranas de Nanofiltração e de Osmose Reversa, geralmente utilizadas para dessalinização e desmineralização de água, possibilitando assim o desempenho da vida útil das membranas MF e OR. A porosidade das membranas de microfiltração variam de 0,1 µm a 0,2 µm.

Imagens Microscópicas da Estrutura de uma Membrana MF

Aplicações

Nanofiltração

É um processo onde ocorre a difusão de certas soluções iônicas (tais como sódio e cloretos), predominantemente íons monovalentes, bem como água, se propaguem (a pressão osmótica passa a ter influência sobre o fluxo). A pressão de operação varia de 5 a 35 bar. A NF tem poder de remoção considerável, que atinge até mesmo Cálcio e Magnésio; todavia, não é tão eficiente da remoção de dessalinização deixando passar um pouco de cloro.

O diâmetro dos poros das membranas é da ordem de 0,001 µm. No processo de nanofiltração, a pressão osmótica do fluído passa a ter influência sobre a remoção das partículas encontradas ali. Serve como uma alternativa para a osmose reversa para dessalinização, quando não é considerada potável e aplicada em caldeiras.

Imagens Microscópicas da Estrutura de uma Membrana NF

Imagens Microscópicas da Estrutura de uma Membrana NF

Aplicações

Ultrafiltração

Este tipo de membrana é utilizado em pressões acima de 10 bar. É largamente empregada em fracionamento de leite e soro de leite, além de fracionamento proteico. Seus poros são tão pequenos que são classificados por estimativa de retenção molecular média e não pelo tamanho conhecido. Possui excelente eficiência na remoção de sólidos em suspensão, bactérias, vírus e outros patógenos.

O que distingue a Ultrafiltração da Osmose Reversa é o tamanho das partículas que são retidas pela membrana, além de suas características. A UF é microporosa enquanto que a OR é densa.

Imagens Microscópicas da Estrutura de uma Membrana UF

Imagens Microscópicas da Estrutura de uma Membrana UF

Aplicações

Osmose Reversa

Membrana de Osmose Reversa (OR)

É um processo que ocorre através de uma membrana semipermeável que retém o sal e componentes nocivos à saúde, permitindo apenas a passagem de água purificada. Também conhecida como Osmose Inversa, esta membrana apresenta poros menores, permitindo somente a passagem de micromoléculas, como a da água, por exemplo, ou seja, permeável para solvente e impermeável para solutos.

O sistema remove até 99% de cloreto de sódio, além de possuir quase a mesma eficácia para outros minerais presentes na água. Sempre vem acompanhado de outra membrana de pré-filtragem, para que sua vida útil dure e não haja rápida saturação.

Estrutura Microscópica de uma Membrana OR

Estrutura Microscópica de uma Membrana OR

Aplicações

Todas essas membranas possuem alta eficiência no tratamento de água. Atualmente, a membrana de ultrafiltração e a membrana de osmose reversa são a mais procurada e utilizada em processos de tratamento de água. “A Síntese Natural Ambiente possui dimensões variadas dessas membranas, atendendo assim a sistema de características diferentes.”

Meios Filtrantes Fornecidos pela SNatural

Areia Filtrante

Areia Filtrante

Naturita

Naturita

Seixo Rolado

Seixo Rolado

Vidro Filtrante

Vidro Filtrante

Dolomita

Dolomita

Antracito

Antracito

Alumina Ativada

Alumina Ativada

Resinas

Resinas

Carvão Ativado

Carvão Ativado

Carvão Peletizado

Carvão Peletizado

Carvão Mineral

Carvão Mineral

Carvão em Pó

Carvão em Pó