ED / EDR - Zero Liquid Discharge
- Introdução
- Função do Processo
- Vantagens e Desvantagens
- Aplicações na Indústria de Processos
1) Introdução
A eletrodiálise é um processo de membrana que utiliza membranas seletivas a aniões (AMs) e membranas seletivas a catiões (CMs) alternadas, colocadas entre um ânodo (+) e um cátodo (-). Devido ao campo elétrico aplicado, os aniões movem-se em direção ao ânodo e os catiões movem-se em direção ao cátodo. Os aniões são retidos pelas CMs e os catiões pelas AMs, criando um fluxo de processo com baixa concentração iónica (diluente) e um fluxo de processo com alta concentração iónica (concentrado).
Um par de CM e AM e ambas as áreas entre estas membranas formam um par de células. Um par de células é a unidade básica de uma pilha e repete-se (n) vezes. O número de pares de células numa pilha real varia consoante o sistema de eletrodiálise, podendo chegar aos 600 pares de células num sistema típico de escala industrial.
Na eletrodiálise, os sólidos em suspensão que transportam cargas elétricas positivas ou negativas podem aumentar drasticamente a resistência da membrana e depositar-se na sua superfície. No entanto, na eletrodiálise, este problema foi em grande parte eliminado pela inversão, em determinados intervalos de tempo, da polaridade do potencial elétrico aplicado, o que resulta na remoção das partículas carregadas que foram precipitadas nas membranas. Esta técnica é chamada de reversão de eletrodiálise (EDR).
2) Função do Processo
Figura 1, Descrição esquemática do processo de reversão da eletrodiálise
Em cada pilha EDR, existem dois elétrodos no exterior que são submersos numa solução salina aquosa capaz de conduzir corrente elétrica e permitir a criação de um campo elétrico em torno da pilha. A solução salina é bombeada para manter o equilíbrio iónico. Como a solução salina (corrente de alimentação) também está presente entre as membranas de permuta iónica, o campo elétrico resultará no transporte de iões. Nos espaços entre os elétrodos, marcados como Diluente, os catiões difundir-se-ão através do CM para o elétrodo negativo (cátodo), enquanto os aniões se difundirão através do AM para o elétrodo positivo (ânodo).
Os iões que saem da alimentação do diluente deslocam-se para a câmara de alimentação do concentrado adjacente, o que leva a uma queda da concentração de iões nas câmaras de diluente do processo EDR. Nas câmaras de concentrado, os catiões tentarão mover-se para o elétrodo negativo, mas serão bloqueados pelo AM, e os aniões tentarão mover-se para o elétrodo positivo, mas serão bloqueados pelo CM. Isto leva a um aumento das suas respetivas concentrações nas câmaras de concentrado.
No EDR, a tensão nos elétrodos é invertida a cada 30 a 60 minutos, o que também inverte o sentido do transporte de iões e provoca a remoção da superfície da membrana de substâncias eletricamente carregadas que podem causar danos graves, talvez irreparáveis. Geralmente é recomendado remover com antecedência,
- partículas dispersas,
- colóides
- ácidos húmicos
- óleos e gorduras
A vida média das membranas de eletrodiálise (ED) situa-se entre 5 e 7 anos.
3) Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
A eletrodiálise (EDR) possui características vantajosas que a tornam um sucesso. A primeira é a capacidade da EDR apresentar uma recuperação de água muito elevada devido à sua inversão de polaridade, que permite o tratamento, sem recurso a produtos químicos, de soluções com fatores de incrustação salina concentrados muito para além da saturação. Com a adição de um antincrustante, a EDR alarga ainda mais a sua tolerância ao sal.
Ao contrário da osmose inversa (RO), que é um processo impulsionado por pressão, a EDR funciona fazendo fluir a água sobre a superfície das membranas de permuta iónica, enquanto um campo elétrico remove os iões através destas. A EDR não possui uma camada de incrustação compacta como a RO, o que limita a sua eficiência de recuperação.
Desvantagens:
Uma grande desvantagem é que, para além de uma determinada densidade de corrente (Limite de Densidade de Corrente), a difusão de iões através das membranas EDR deixa de ser linear à voltagem aplicada, levando à dissociação da água (divisão da água em iões H+ e OH-) e reduzindo a eficiência do sistema. Por conseguinte, a EDR deve sempre operar abaixo do limite de densidade de corrente. Estão disponíveis procedimentos de medição experimental para determinar o CDL para uma alimentação específica.
Outra desvantagem da EDR é que não remove microrganismos e contaminantes orgânicos; por isso, um pós-tratamento é sempre necessário se for exigida água de elevada qualidade.
4) Aplicações na Indústria de Processos
|
Eletrodiálise / Reversão da Disfunção Erétil