Descomplicando o pré-tratamento de Osmose Reversa com Watercel ZN

Você já parou para pensar que muitos processos industriais precisam de água pura? Como são feitos os cosméticos que você usa, os fluidos do seu carro e os tratamentos médicos em hospitais?

A Osmose Reversa transforma água com sais em água pura. Vamos vercomo o Watercel ZN pode ser aliado da Osmose Reversa nessa jornada de pureza?

O que é Produção de água por Osmose Reversa?

Um sistema de OR é projetado para remover íons da solução. A rejeição média dos diversos tipos de íons se encontra na faixa entre 97% e 99%, dependendo da natureza do íon e do tipo de membrana usada. 

Embora as membranas de OR também atuem como barreiras aos sólidos em suspensão, não é recomendável que sejam usadas para esse fim. 

Se a água de alimentação contiver sólidos em suspensão, isso sujará as membranas. Além disso, aumentará a pressão e exigirá limpeza constante. Por fim, diminuirá a vida útil das membranas.

Desta forma, de modo que se evite a formação de “fouling”, é necessário o uso de um pré-tratamento adequado para remover os sólidos em suspensão presentes na água de alimentação do sistema de OR. 

Os usos mais comuns para OR são para dessalinização da água do mar e água salobra, para fins industriais e potáveis. À medida que a necessidade de água aumenta, mais plantas de OR são usadas para tratar águas residuais e reutilizá-las.

Este tipo de aplicação demandará o uso de sistemas de pré-tratamento mais robustos.

Como Funciona a Osmose Reversa:

• Pré-filtração: antes de entrar no estágio principal de osmose reversa, a água passa por uma etapa de pré-filtração para remover partículas maiores e impurezas que poderiam danificar a membrana (principalmente os sólidos suspensos).
• Membrana Semipermeável: a água pressurizada é então forçada através de uma membrana semipermeável muito fina e especializada. Essa membrana permite que aproximadamente 99% das moléculas de água passem, enquanto bloqueia a passagem de praticamente todas as outras substâncias.
• Água Purificada: o resultado desse processo é a água altamente purificada, coletada em um lado da membrana. Essa água purificada é boa para usos sensíveis, como hospitais, produtos químicos, cosméticos, eletrônicos, laboratórios, metais e impressão.
• Rejeitos: As impurezas, sais e contaminantes são retidos do lado da membrana onde a água não passou. Esses rejeitos são então descartados.

A osmose reversa é amplamente utilizada em sistemas de tratamento de águas industriais e usinas de dessalinização. Seu objetivo é produzir água pura a partir de água do mar, tornando-a potável.

Watercel ZN: Seu escudo protetor

Agora que entendemos a teoria, vamos apresentar o Watercel ZN, o escudo que protege a membrana. Esse produto atua como um protetor da Osmose Reversa, eliminando partículas indesejadas que possam promover a deposição de sólidos na membrana.

Quais os Benefícios do Watercel ZN?

• Proteção: graças ao Watercel ZN, as partículas sólidas não chegarão a membrana, protegendo o sistema contra o fouling.
• Alta produção de água: produza maiores quantidades de água em uma mesma unidade de filtração, economize no investimento do seu sistema.
• Fácil de Instalar e Usar: nada de complicação. O Watercel ZN é projetado para ser fácil de instalar e manusear, tornando o seu “combo” de água pura simples e acessível.
• Economia a Longo Prazo: ao investir em Watercel ZN, você está investindo na qualidade de vida e economizando a longo prazo. Menos gastos com reposição do leito e água de retrolavagem.

Conclusão: Água Pura ao Seu Alcance

Agora que você sabe o papel do Watercel ZN em sua jornada com um sistema de Osmose Reversa, está ciente que a água pura pode conter um protetor único ao seu alcance 💧✨Descubra mais conversando com nossa equipe técnica!

PURIFICADORES BACTERICIDAS: A MELHOR ESCOLHA PARA SUA SAÚDE

Se você se preocupa com sua saúde, já deve ter pensado sobre a qualidade da água que está consumindo. Afinal, hidratar-se regularmente é o primeiro passo para manter a imunidade em dia. Talvez já tenha analisado se a água que está bebendo tem cheiro, cor, sabor…mas existem organismos que passam despercebidos nesses testes: as bactérias.
Bactérias são organismos unicelulares com diâmetro entre 1 à 5 micrômetros. Seu tamanho pode ser pequeno, mas seus efeitos são grandes. A E.coli, por exemplo, é uma bactéria já naturalmente presente no intestino de humanos e animais. No entanto, existem tipos de E.coli capazes de causar doenças, como infecções urinárias e intestinais. Muitas vezes o contágio por essa bactéria acontece por meio de consumo de água contaminada: por mais que ela tenha recebido o devido tratamento nas estações, é possível a propagação de bactérias na tubulação que transporta o líquido e nas caixas d’água.

Por isso é importante consumir água somente de purificadores bactericidas. Esses aparelhos são responsáveis por realizar um tratamento ainda mais minucioso na água, garantindo sua segurança e a proteção contra diversas doenças.

AÇÃO OLIGODINÂMICA – O PODER DE ELIMINAR AS BACTÉRIAS

Quantidades extremamente pequenas de certos metais podem exercer efeito letal sobre as bactérias. Isso é conhecido como ação oligodinâmica, termo que se origina do grego: oligos = pequeno, dinamikós = poder (Pelczar, 1996). Esses metais oligodinâmicos, particularmente a prata, têm sido usados com o propósito de controlar populações microbianas na preparação de artigos assépticos, tais como curativos e pomadas, impregnações em diversos tecidos e em tratamentos de água. (Pelczar, 1980).

Quanto a este último caso, o potencial da ação oligodinâmica foi descoberto pelos egípcios. Eles
notaram que ao colocar moedas de prata em barris de água, mantinham a região limpa de crescimento orgânico indesejável. Ou seja, as moedas liberavam pequenas quantidades de metal que inibiam o crescimento das bactérias ao redor delas. (Tortora et al.,2012).

Zinco, prata, cobre, chumbo, cádmio, níquel e cobalto: todos estes metais possuem ação oligodinâmica (Pepper et al., 2015). Estes elementos são utilizados em diversos produtos como bochechos bucais, xampu anti-caspa, medicamentos para queimaduras, sempre com a finalidade de controlar o crescimento bacteriano. Inclusive, os íons de prata (Ag⁺⁾  mostram fortes efeitos biocidas em até 12 espécies de bactérias, incluindo a E. coli (Zhao & Stevens, 1998).

Os efeitos letais desses metais nas bactérias podem ser divididos em dois grupos: o primeiro de caráter bacteriostático, que atua na inibição da proliferação de populações microbianas; e o segundo que se associa ao efeito bactericida, que resulta na morte celular efetiva das bactérias já presentes no meio.

SOLUÇÃO FILTROCEL – MÍDIA FILTRANTE COM EFEITO BACTERICIDA

A Celta Brasil trabalha desenvolvendo e comercializando produtos com base em zeólitas naturais desde 2002. As zeólitas são minerais naturais micro porosos, com alta capacidade de troca catiônica – ou seja, suas cavidades podem ser ocupadas por diversos elementos com grande liberdade de movimento. Além disso, ela atua como barreira física, com grande potencial de remoção de sólidos em suspensão, turbidez, cor e SDI.

Com intuito de atender o mercado de fabricantes de purificadores, desenvolvemos em nosso laboratório o Filtrocel: mídia filtrante com efeito bactericida. Este produto é constituído por zeólitas naturais quimicamente modificadas, beneficiadas pela ação oligodinâmica de metais. Assim sendo, Filtrocel se destaca por ser uma mídia filtrante completa para purificadores: mata todas as bactérias e garante uma água cristalina e de qualidade assegurada pela portaria de potabilidade.

Para que seu potencial seja aproveitado ao máximo, o Filtrocel deve ser montado em filtro juntamente com o carvão ativado com prata, preferencialmente separados por camadas. Essa combinação faz com que esses dois materiais sejam complementares e trabalhem de forma sinérgica, potencializando a eficiência bacteriológica no purificador.

Isso acontece pois ambos minerais possuem características diferentes, como densidade, porosidade, além de terem recebido tratamentos e beneficiamentos tecnológicos diferentes.

COMO É FEITO O ENSAIO BACTERIOLÓGICO EM PURIFICADORES DE ÁGUA?

O ensaio de eficiência bacteriológica é feito seguindo a normativa do Anexo E da ABNT NBR 16068:2012. Este método é aplicado aos aparelhos de ponto de uso e dispositivos de melhoria que se destinam à eficiência bacteriológica.

As análises microbiológicas são realizadas de acordo com a membrana filtrante conforme o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA/AWWA, 2005). Utiliza-se uma bancada de ensaio composta por um sistema hidráulico para a instalação da coluna com o meio filtrante. Todos os materiais usados no sistema hidráulico são materiais atóxicos e de fácil assepsia.

Para a realização do ensaio, prepara-se com antecedência mínima de 18h uma cultura em fase estacionária de desenvolvimento de Escherichia coli ATCC 11229 (American Type Culture Collection), por cultura em água peptonada tamponada a 1%, incubada a 36°C ± 1°C por 18 h. Antes de iniciar o processo, verifica-se a água de ensaio encontra-se ajustada conforme procedimento, para confirmar a ausência do cloro ou outras substâncias deletérias a micro-organismos.

Verifica-se, também, a ausência de bactérias do grupo coliforme em 100 mL da água usada para este ensaio. Acrescenta-se acultura do micro-organismo à água de ensaio (água de desafio), até os números de células viáveis correspondentes atingirem os valores estabelecidos para a concentração inicial (Tabela 8).

Determina-se o número de células viáveis para contaminar a água de ensaio de acordo com a Tabela 8, calculando a quantidade da cultura que deve ser adicionada à água de ensaio. Em seguida, coleta-se uma amostra da água de desafio antes de iniciar sua passagem pela coluna com o meio filtrante.

Para a realização do ensaio, descarta-se inicialmente, cerca de 3 vezes o volume interno da coluna usada para este ensaio. Em seguida, desloca-se 3 vezes o volume interno do aparelho para manter todo o sistema em contanto direto com a concentração inicial de Escherichia coli em 100 mL.

Para a realização da coleta da água, recolhe-se 100 mL de água em recipiente esterilizado e em duplicata, para realizar a contagem de bactérias.

Repete-se o ensaio após a passagem de 95% do volume de água clorada com 0,5 mg L^-1 ± 0,05 mg L^-1 de cloro livre. Esta porcentagem refere-se ao ciclo de vida do meio filtrante em relação à eficiência bacteriológica, conforme declaração que para este estudo foi de 1000 litros. O ensaio é mantido sob vazão constante determinada pelo fabricante do purificador durante todo o ensaio.

Por fim, realiza-se a contagem das colônias de E. coli típicas em placas contendo de 20 a 80 colônias. O resultado final foi expresso em UFC (unidades formadoras de colônias) de E.coli em 100 mL.

A partir desta análise é possível assegurar se o purificador de água tem ou não eficiência bacteriológica. Com a aprovação, o equipamento consegue receber a certificação e selo do INMETRO. Diversas marcas de purificadores de água já conseguiram a certificação em eficiência bacteriológica em seus purificadores com a ajuda do Filtrocel.

Caso tenha alguma dúvida ou precise de ajuda na montagem da configuração do seu refil, entre em contato conosco!

*Este artigo foi escrito por Giovanna Calabria, Gestora de P&D da Celta Brasil.

Se a água que está coletando tem coloração amarelada ou preta, provavelmente existem íons dissolvidos nela, como ferro e manganês.

Além disso, se a caixa da água fica com uma coloração avermelhada ao fundo ou nas bordas, pode ser um indicativo da presença de ferro.

Para quantificar a concentração desses elementos, basta realizar uma análise de água para ferro e manganês total.

COMO O FERRO E MANGANÊS SE ORIGINAM NAS ÁGUAS

O ferro e manganês podem se originar naturalmente nas águas devido a dissolução de rochas contendo esses elementos, se apresentando sob diferentes estágios de oxidação como Fe2+, Fe3+, Mn2+ e Mn4+. Em períodos chuvosos, o carreamento de solos também eleva a concentração de ferro em águas superficiais (rios, represas, córregos, etc.).

O descarte de efluentes industriais também contribui para o aumento desses metais, uma vez que o ferro é utilizado em indústrias metalúrgicas e o manganês em indústrias de aço, baterias, fertilizantes e ligas metálicas.

QUAIS PROBLEMAS O FERRO E MANGANÊS PODE CAUSAR NA ÁGUA? 

Os íons de ferro e manganês podem conferir cor e sabor as águas. Além disso, propiciam incrustações, manchas em roupas e utensílios sanitários.

Em canalizações e sistemas de redes de distribuição, a presença de ferro pode causar contaminação da água a partir de bactérias ferruginosas.

COMO REMOVER O FERRO E MANGANÊS DA ÁGUA OU EFLUENTE?

Para remover os íons de ferro e manganês e adequar sua água para consumo, pode-se realizar uma oxidação (exemplo: hipoclorito de sódio) seguida de filtração.

O Watercel SFM é uma mídia filtrante utilizada para remoção desses metais, a partir da adsorção de suas formas solúveis (Fe2+ e Mn2+) e retenção física de suas partículas insolúveis (Fe3+ e Mn4+).

Possui eficiência na remoção de até 10 mg/L de ferro e 5,0 mg/L de manganês; adequando sua água aos valores permitidos – ferro total: 0,3 mg/L e manganês total: 0,1 mg/L – conforme Portaria GM/MS nº 888/2021.

POSSO UTILIZAR O WATERCEL SFM PARA CONCENTRAÇÕES MAIORES QUE 10 MG/L PARA FERRO E 5,0 MG/L DE MANGANÊS?

Sim. Entretanto, deve-se realizar uma decantação prévia antes da passagem pelo filtro contendo Watercel SFM.

Quer saber mais? Consulte nosso departamento técnico, enviando um e-mail para ct@celtabrasil.com.br

O sistema da ETA convencional é normalmente composto por pré-cloração, coagulação e floculação mediante uso de dosagem de sais de ferro ou alumínio, sedimentação, filtração e adição de químicos (correção de pH, cloro e flúor). A zeólita natural pode ser emprega substituído os tradicionais filtros de areia.

Martins Neto e Di Serio (2015) realizaram uma pesquisa onde principal objetivo foi avaliar em escala piloto o desempenho do meio filtrante com uso de zeólita natural, cujas características são apresentadas na tabela 2, quanto à redução da turbidez a fim de obter valores abaixo de 0,5 NTU, conforme estabelece o Ministério da Saúde em sua Portaria Nº 2914 de Dezembro de 2011.

Tabela  2 – Principais características da zeólita natural granular

Fonte: Martins Neto e Di Serio (2015)

O estudo foi efetuado em municipal localizada no litoral norte de São Paulo, esta ETA é composto por pré-cloração, Coagulação e Floculação mediante uso de dosagem de Sulfato de Alumínio, Flotação por ar dissolvido, seguido de Filtração e Cloração (via cloro gás).

Figura 5 – Esquema básico da estação de tratamento de água. Fonte: Martins Neto e Di Serio (2015).

Devido ao arranjo do sistema de floto-filtração, o filtro da ETA opera com pressão de 2,5 MCA aproximadamente constante por toda a carreira de filtração. Já a unidade piloto opera com pressão inicial de 0.5 MCA, sendo a perda de carga máxima admitida 2,0 MCA (devido a características do equipamento).

A água empregada para efetuar a retrolavagem da unidade piloto é a mesma utilizada nos filtros da ETA (água final do processo). As vazões de retrolavagem adotadas para a piloto foram de 3,54L/min (25 m³/m².h) à 4,96 L/min (35 m³/m².h), sem a utilização de ar comprimido.

Figura 6 – Resultados da performance da zeólita natural utilizada na filtração convencional de água decantada em filtro tipo aberto. Fonte: Martins Neto e Di Serio (2015).

Ainda segundo os autores a zeólita natural apresente excelente capacidade de filtração, operando por mais de 30 horas e produzindo água com turbidez inferior a 0.5 NTU por mais de 30 de operação, mesmo sob picos de entrada. Outro ponto interessante e da não necessidade de retrolavagem com ar para limpeza do leito.