Descamação e anti-incrustantes

Escalonamento significa a deposição de partículas em uma membrana, fazendo com que ela se obstrua. Sem alguns meios de inibição de incrustação, as membranas de osmose reversa (RO) e as passagens de fluxo dentro dos elementos da membrana escalarão devido à precipitação de gás moderadamente solúvel, como carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, sulfato de bário e sulfato de estrôncio. A maioria das águas naturais contém concentrações relativamente altas de íons cálcio, sulfato e bicarbonato.

Em operações de dessalinização por membrana em altas taxas de recuperação, os limites de solubilidade do gesso e da calcita excedem os níveis de saturação, levando à cristalização nas superfícies da membrana. O bloqueio da superfície da incrustação resulta no declínio do fluxo de permeado, reduzindo a eficiência do processo e aumentando os custos de operação.
Os efeitos da escala na taxa de permeação dos sistemas RO são ilustrados na figura a seguir. Após um período de indução, o fluxo da planta diminui rapidamente. A duração deste período varia com o tipo de escala e o grau de supersaturação do sal moderadamente solúvel.

Como fica evidente no gráfico, o período de indução para o carbonato de cálcio é muito mais curto do que para as escalas de sulfato, como o sulfato de cálcio. É economicamente preferível evitar a formação de incrustações, mesmo se houver limpadores eficazes para incrustações. A incrustação freqüentemente obstrui as passagens de alimentação do elemento RO, tornando a limpeza difícil e demorada. Também existe o risco de que a escamação danifique a superfície da membrana.

Existem três métodos de controle de escala comumente empregados:

• acidificação
• amolecimento da troca iônica
• vício anti-incrustante

Acidificação: a adição de ácido destrói os íons carbonato, removendo um dos reagentes necessários para a precipitação do carbonato de cálcio. Isso é muito eficaz na prevenção da precipitação de carbonato de cálcio, mas ineficaz na prevenção de outros tipos de incrustações. Desvantagens adicionais incluem a corrosividade do ácido, o custo dos tanques e equipamentos de monitoramento e o fato de que o ácido reduz o pH do permeado de RO.

Amolecimento por troca iônica: este método utiliza o sódio que é trocado por íons magnésio e cálcio que são concentrados na água de alimentação de RO, seguindo as equações químicas:

Ca²⁺ + 2NaZ => 2Na⁺ + CaZ₂
Mg²⁺ + 2NaZ => 2Na⁺ + MgZ₂

Mecanismo de Limiar

Dispersão

Durante as últimas duas décadas, novas gerações de anti-incrustantes surgiram comercialmente, nas quais os ingredientes ativos são, em sua maioria, misturas proprietárias de vários policarboxilatos e poliacrilatos de peso molecular.

Existem procedimentos de cálculo para prever a probabilidade de formação de escamas. O uso desses preditores depende de uma análise de água atualizada e do conhecimento dos parâmetros de projeto do sistema. Os íons contidos na água de alimentação concentram-se através do sistema RO, o ponto de potencial de escala máximo é o fluxo de concentrado. O tipo e dosagem do anti-incrustante são, portanto, baseados na análise mineral neste ponto.
É importante encontrar a otimização do tratamento anti-incrustante com relação ao tipo e dosagem, identificando o anti-incrustante adequado para uso e a relação dosagem-tipo de indução para o nível estendido de supersaturação.

A Lenntech pode ajudá-lo na seleção do melhor anti-incrustante para sua aplicação específica.

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