ósmosis
nov 27, 2017 blogsadm Tratamento de Água Sem comentários

Estaçoes de dessalinizaçao – uso do CO2 no processo de remineralizaçao

A água é um recurso necessário e imprescindível para o planeta, e vital para o ser humano. Dos 1500 mil triliões de litros de água disponíveis na Terra, menos de 2% são adequados ao consumo humano.

Além disso, existem cada vez mais zonas geográficas onde escasseiam os recursos hídricos, tanto para a população como para o sector agrícola e industrial, quer devido à seca, à sobre-exploração de recursos ou ao aumento demográfico.

O crescimento previsto da população mundial para 2030 é de 9000 milhões de pessoas, o que fará com que o consumo de água se multiplique por 6 em apenas um século. Segundo fontes do Fórum Económico Mundial, dentro de 10 anos, 1800 milhões de pessoas viverão em zonas com escassez de água (WSI) e 2/3 da população com stress hídrico.

Situaçao dos processos de dessalinização a nível global e em Espanha

As primeiras estações de dessalinização baseadas nos processos térmicos de evaporação MSF e MED foram construídas nos anos 70, com consumos específicos de até 55 kWh/m3. Uma vez demonstrada a viabilidade das membranas, o custo caiu para 9 kWh/m3 nos anos 90 e, atualmente, falamos em consumos inferiores a 3 kWh/m3.

Existem atualmente cerca de 20.000 estações de dessalinização em 150 países que fornecem 98 milhões de m3/dia, triplicando a capacidade de dessalinização desde o ano 2000, segundo dados do IDA.

Espanha situa-se atualmente entre os 5 países que lideram a capacidade de dessalinização mundial. Trata-se de uma tecnologia importante que permite um aumento dos recursos hídricos disponíveis não convencionais, complementando os recursos naturais existentes.

Fundamentos da dessalinizaçao – CO2 e o processo de remineralizaçao

Na dessalinização (ver figura 3) existe uma etapa de pré-tratamento para acondicionar a água bruta ao tipo de processo posterior. Em seguida, realiza-se o tratamento propriamente dito, que consiste principalmente num processo de osmose inversa (RO). Esta tecnologia baseia-se na passagem de uma solução a uma pressão definida através de membranas semipermeáveis, retendo a maior parte dos sais solúveis, passando assim de baixa a alta concentração de soluto. O resultado é uma corrente de água livre de sais (permeado) e outra concentrada em sais (rejeitado).

Em seguida, realiza-se um pós-tratamento, que consiste fundamentalmente num processo de remineralização para que a água tratada cumpra todos os requisitos das normas em vigor.

Remineralização

O objetivo da remineralização é alcançar o ponto de equilíbrio onde o pH, o cálcio e a alcalinidade não variem ou, pelo menos, que a variação existente seja mínima. Realiza-se a regulação da forma mais precisa possível para reduzir os consumos de reagente associados; basicamente doseando cal ou calcita (em leitos, saturadores ou suspensões) e CO2.

Com este processo, consegue-se aumentar a dureza e a alcalinidade da água até aos valores requeridos para consumo humano, além de passivar a água para evitar corrosões na rede de canalização.

Em termos gerais, o processo de remineralização aumenta o teor de bicarbonatos e cálcio, deslocando o equilíbrio do CO2 para a direita (ver Figura 1). Portanto, está associado a um aumento de pH de até 8,2 aproximadamente, pico da formação de bicarbonatos.

Figura 1. Gráfico de equilíbrio

O controlo da dosagem é fundamental. Se o CO2 livre for superior ao CO2 de equilíbrio, existirá excesso de CO2, considerando-se que a água é agressiva. Se o CO2 livre for igual ao de equilíbrio, a água estará em equilíbrio. No entanto, quando o CO2 livre for inferior ao de equilíbrio, existirá uma deficiência no CO2 de equilíbrio, e diz-se que a água é incrustante. Quando o CO2 se dissolve na água, reage com ela para formar ácido carbónico, o qual se dissocia em iões de hidrogénio e no ião bicarbonato, seguindo a reação:

Figura 2. Reação de dissociação do CO2 na água

Na figura que se segue é esquematizado o processo completo:

Figura 3. Esquema do processo de dessalinização e remineralização (zona inferior)

Definitivamente, em função da dosagem de cal e graças à regulação estequiométrica e de pH com a dosagem de CO2, é possível remineralizar a água proveniente da osmose inversa até valores adequados ao consumo humano. Com o apoio do sistema de monitorização AqScan®, é possível reduzir os custos do reagente químico minimizando os tempos de resposta, contribuindo com o valor da I2OT para processos não convencionais que aumentam os recursos hídricos disponíveis.