O sistema de ultrafiltração, um processo de separação por membrana acionado por pressão, captura eficazmente sólidos em suspensão, colóides, microrganismos e alguma matéria orgânica macromolecular na água. Por conseguinte, desempenha um papel fundamental no abastecimento de água municipal, no tratamento de águas residuais industriais, na reciclagem de recursos hídricos e na purificação de água doméstica.
Os países da Europa Central, devido às suas regulamentações e normas rigorosas (DWD, WFD), capacidades tecnológicas de I&D de ponta e ênfase no desenvolvimento sustentável, tornaram-se regiões centrais para a aplicação e inovação de sistemas de ultrafiltração.
Qual é o papel do sistema de ultrafiltração?
1. Como unidade central de filtragem
Até 2025, aproximadamente 45% das novas estações municipais de abastecimento de água na Europa utilizarão a ultrafiltração como unidade central de filtração. Com efeito, o sistema de ultrafiltração oferece vantagens significativas em relação aos processos tradicionais de filtração em areia:
Após a conclusão de uma adaptação da ultrafiltração em 2019. O sistema de abastecimento de água de Weissensee em Berlim, Alemanha, manteve um nível estável de turbidez da água abaixo de 0,1 NTU. Não apenas alcançou uma taxa de remoção de 100% para Cryptosporidium e Giardia. Mas reduziu a utilização de desinfetante de cloro em aproximadamente 30%, evitando a formação de subprodutos de desinfeção (como os trihalometanos).
O sistema de abastecimento de água de Marne-la-Vallée, perto de Paris, França, utiliza um processo combinado de ultrafiltração + desinfeção ultravioleta. Por outras palavras, elimina a necessidade de aditivos químicos e garante um abastecimento de água potável “sem químicos”. Trata 120 milhões de metros cúbicos de água por ano, servindo mais de 500.000 habitantes.
2. Pré-tratamento de água pura industrial
Porque as indústrias de elevado valor acrescentado, como a alimentar e de bebidas, a farmacêutica e a eletrónica, têm requisitos extremamente elevados quanto à pureza da água de produção. A máquina de ultrafiltração tornou-se um método de pré-tratamento para a água de processo.
- Tratamento de águas residuais de alimentos e bebidas
A fábrica da Heineken em Roterdão, nos Países Baixos, utiliza a ultrafiltração para tratar as águas residuais da produção de cerveja. A água recuperada pode ser reutilizada para a limpeza de matérias-primas, atingindo efetivamente uma taxa de reutilização de água de 75%, reduzindo o consumo de água industrial em cerca de 120.000 metros cúbicos por ano.
- Tratamento de águas residuais da produção farmacêutica
De facto, a base de produção da Roche Pharmaceuticals em Basileia, na Suíça, utiliza um processo de dupla membrana de ’ultrafiltração + osmose inversa“ para tratar as águas residuais de produção até ao nível de ”água para injeção“ que cumpre as normas da farmacopeia. Isto não só reduz o custo de aquisição de água doce, como também reduz a descarga de águas residuais perigosas.
- Para purificação de água doméstica
Nas zonas rurais com água de má qualidade, o equipamento de purificação de água por ultrafiltração em pequena escala tornou-se uma necessidade doméstica. Por exemplo:
Na região escandinava do norte da Suécia, onde as águas subterrâneas contêm elevados níveis de colóides e húmus, cerca de 30% de agregados familiares instalaram purificadores de água de ultrafiltração em pequena escala. Estes necessitam apenas da pressão da água da torneira, têm cartuchos de filtro com uma vida útil de um a dois anos e produzem água potável.
Qual é o aspeto do nosso sistema de ultrafiltração?
A XinJieYuan é, desde há muito, líder mundial na investigação e desenvolvimento da tecnologia de ultrafiltração. Porque as suas principais inovações centram-se em “materiais de membrana, integração, estabilidade melhorada e cenários de aplicação”.”
1. Materiais de membrana anti-incrustantes e de longa duração
A “membrana de ultrafiltração PVDF anti-incrustante” que utilizamos introduz grupos hidrofílicos na superfície da membrana, reduzindo o ângulo de contacto de 85° para 35°. Este facto reduz a adsorção de matéria orgânica e de colóides na superfície da membrana, prolongando o ciclo de limpeza da membrana dos tradicionais 7 dias para 30 dias e alcançando uma vida útil de 5-7 anos (em comparação com 3-4 anos para as membranas tradicionais).
Também podemos usar outro material de membrana para fabricar equipamentos: “membrana de ultrafiltração de fibra oca”. Esta membrana utiliza um design de “pressão externa”, com a água a fluir do exterior para o interior da membrana. Isto reduz as hipóteses de os contaminantes obstruírem os poros da membrana. E melhora a eficiência da retrolavagem em 40%, e reduz o consumo de energia em aproximadamente 25%.
2. Sistema modular
O equipamento de ultrafiltração de pequena escala que lançámos tem uma capacidade de processamento de módulo único até 5-10 metros cúbicos por hora. Pode ser combinado de forma flexível de acordo com as necessidades e é adequado para o tratamento descentralizado em pequenas estações de água rurais ou oficinas industriais.
3. Poupar energia
Optimizámos o processo de ultrafiltração. Ao otimizar a pressão da bomba de água e a estratégia de retrolavagem, o consumo de energia por unidade de volume de água foi reduzido para 0,2-0,3 kWh/m³, o que representa apenas 60% do consumo dos sistemas de ultrafiltração tradicionais.
4. Existem vários exemplos de aplicação
Durante a seca de 2025 no sul de Espanha, instalámos 10 sistemas móveis de ultrafiltração para tratar as águas subterrâneas ou fluviais. E fornecemos 5.000 metros cúbicos de água diariamente e resolvemos o problema da água potável para aproximadamente 20.000 residentes.
Na região agrícola da Andaluzia, no sudeste de Espanha, utilizámos um sistema de ultrafiltração + rega gota a gota para reutilizar as águas residuais agrícolas tratadas na rega do olival, aumentando a eficiência da água em 60% e reduzindo o consumo de água por hectare de olival em 40%.
Quais são as orientações para melhorar o sistema de ultrafiltração?
Embora os sistemas de ultrafiltração estejam relativamente maduros na Europa, os seus custos de investimento inicial são 2-3 vezes superiores aos dos sistemas tradicionais à base de areia e os custos de substituição das membranas são relativamente elevados. Por conseguinte, são necessárias várias melhorias.
No futuro, desenvolveremos membranas de ultrafiltração nanocompósitas (tais como membranas de PVDF modificadas com grafeno). A fim de melhorar ainda mais a precisão da filtração e as capacidades anti-incrustantes, com o objetivo de prolongar o tempo de vida das membranas para 10 anos. Desenvolveremos também sistemas de ultrafiltração alimentados por energia solar, adequados para zonas rurais remotas ou ilhas. Atualmente, a Alemanha está a pilotar um sistema deste tipo na ilha de Rügen, no Mar Báltico, que trata 100 metros cúbicos de água por dia.
Os sistemas de ultrafiltração já não são apenas tecnologias de tratamento de água; são ferramentas essenciais para alcançar a segurança da água potável e uma economia circular. Desde aplicações municipais a terminais domésticos, as nossas práticas diversificadas forneceram um modelo valioso para o desenvolvimento da tecnologia de ultrafiltração em todo o mundo.
Se desejar obter informações sobre soluções de sistemas de ultrafiltração, não hesite em contactar-nos. Iremos adaptar uma solução às suas necessidades específicas o mais rapidamente possível.
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