1. Antecedentes do projeto de filtros do sistema de água por osmose inversa
A água de poços privados é uma importante fonte de água para a produção e para a vida quotidiana em muitas áreas. No entanto, a qualidade da água é facilmente afetada por factores como a estrutura geológica, a composição do solo e o escoamento das águas subterrâneas, resultando frequentemente em problemas como o elevado total de sólidos dissolvidos, dureza excessiva, níveis anormais de cloreto e contaminação microbiana. Isto torna-a inadequada para utilização direta em cenários como a água potável, a produção industrial, o arrefecimento de equipamentos e o reabastecimento de água de processo. Este estudo de caso, baseado num relatório oficial de teste de qualidade da água da Culligan, aborda especificamente as deficiências de qualidade da água de um poço privado na Virgínia, EUA, através da conceção personalizada de um filtro de sistema de água de osmose inversa de 1000 litros/hora totalmente em aço inoxidável.
Este projeto engloba serviços integrados que incluem o diagnóstico da qualidade da água, a conceção de soluções, o fabrico de equipamentos, a instalação e a entrada em funcionamento, bem como a operação e a manutenção. O projeto equipamento de osmose inversa é construído em aço inoxidável 304, oferecendo vantagens como resistência à corrosão, longa vida útil, funcionamento estável e um elevado grau de automatização. Pode produzir água de forma contínua e estável durante 20 horas, respondendo às preocupações de segurança da qualidade da água bruta e satisfazendo as necessidades de utilização de água contínua, estável e de alto padrão dos utilizadores.
2. Diagnóstico da qualidade da água bruta
A amostra de água testada era de um poço privado, que é água doméstica que foi tratada antes da amostragem. As análises laboratoriais exaustivas revelaram defeitos essenciais na qualidade da água, concentrados em quatro áreas principais. Enquanto indicadores como metais pesados, nitratos e sulfatos cumpriam os limites, os principais indicadores físico-químicos e microbiológicos não cumpriam os requisitos de água potável. Os problemas específicos são os seguintes:
① O total de sólidos dissolvidos (TDS) excedeu seriamente a norma
O valor estimado de TDS da água bruta atingiu 630,77 mg/L, excedendo largamente o limite padrão de água potável de Classe II da EPA dos EUA de 500 mg/L. Simultaneamente, a condutividade foi medida em 1007,60 μS/cm, indicando um elevado teor de sais dissolvidos na água.
A água com TDS elevado provoca diretamente um sabor salgado e adstringente, afectando negativamente a experiência de consumo ao longo do tempo. Também acelera a corrosão e a incrustação em tubagens, válvulas, equipamento de permuta de calor e elementos de membrana, reduzindo significativamente a vida útil do equipamento que utiliza água.
② O teor de cloretos excede o limite normal
A concentração de cloreto na água bruta era de 257,74 mg/L, excedendo o requisito da norma EPA Classe II de 250 mg/L. O cloreto é um ião corrosivo típico, particularmente eficaz contra metais como o aço carbono e o aço inoxidável. Pode danificar a película de passivação nas superfícies metálicas, conduzindo à corrosão por picadas e fendas. A utilização a longo prazo pode causar fugas nas tubagens, danos no equipamento e também afetar o sabor da água, reduzindo o conforto do utilizador.
③ Elevada dureza total, propensa a incrustações
A água bruta tem uma dureza total de 358,68 mg/L (20,98 GPG) como CaCO₃, classificando-a como água subterrânea de elevada dureza. Os iões de cálcio e magnésio na água precipitam-se facilmente durante o aquecimento, concentração e alterações de pressão, formando incrustações de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio, que aderem às paredes internas das tubagens, permutadores de calor, caldeiras e à superfície das membranas RO. Este facto pode obstruir o fluxo de água, reduzir a eficiência da troca de calor e causar incrustações e bloqueios nos elementos da membrana. Em casos graves, pode levar à paragem dos filtros do sistema de água de osmose inversa e à falha do sistema.
④ Os indicadores microbiológicos representam potenciais riscos para a saúde e a segurança
Foram detectadas bactérias coliformes totais na água bruta, mas não foi detectada Escherichia coli. As bactérias coliformes totais são um indicador importante da poluição biológica nas massas de água. Mesmo sem bactérias patogénicas, indicam um risco para a saúde e segurança, e a água não é adequada para consumo direto. Se for utilizada no processamento de alimentos, na restauração ou em aplicações diretas de água potável, pode representar riscos para a saúde e necessitar de processos de esterilização e desinfeção.
Além disso, o valor de pH da água bruta de 6,9 está dentro da faixa normal e a turbidez de 0,24 NTU é baixa. Metais pesados como ferro, manganês, chumbo, arsénico, cádmio e selénio não foram detectados ou estavam muito abaixo dos limites da EPA. O nitrato de azoto (4,26 mg/L) e o sulfato (7,46 mg/L) cumprem as normas e não é necessária qualquer remoção específica de metais pesados.
Com base numa avaliação exaustiva, a água bruta é água subterrânea salobra com elevado TDS, elevada dureza, ligeira corrosão por cloro e contaminação microbiana. Os processos convencionais de filtração e amaciamento não podem, por si só, resolver completamente o problema, devendo ser adotado um processo de tratamento integrado com osmose inversa como componente principal.
3. Filtros de sistema de água de osmose inversa personalizados
Tendo em conta as caraterísticas da qualidade da água bruta, a escala de utilização da água, os cenários de utilização e os requisitos operacionais a longo prazo, este projeto abandona o simples equipamento civil de purificação de água e centra-se na conceção de “estabilidade, durabilidade, elevada eficiência e baixo consumo”. A configuração específica é a seguinte:
①1000l/h todos os equipamentos de osmose inversa ss
- Capacidade de produção de água: 1000 litros/hora, funcionamento contínuo e estável, satisfazendo as necessidades duplas de utilização doméstica de água e de reabastecimento de água industrial em pequena escala.
- Material do corpo principal: Toda a estrutura, tubagens, caixas de filtros e válvulas são feitas de aço inoxidável 304, que é resistente à corrosão por cloretos, fácil de limpar e isento de poluição secundária.
- Componentes principais: Utiliza membrana de osmose inversa de água salobra importada com uma taxa de dessalinização de ≥98%, que pode remover eficientemente poluentes como sais dissolvidos, iões de dureza, cloretos, bactérias e colóides.
- Parâmetros de funcionamento: O sistema de água de osmose inversa filtra a taxa de recuperação 65%-75%, adequado para a qualidade da água de poço de elevada salinidade, reduzindo o risco de incrustação da membrana.
- Modo de controlo: Controlo PLC, com proteção de alta e baixa pressão, lavagem, alarme de avaria e funções de proteção de encerramento.
- Conceção da manutenção: Equipado com uma interface de limpeza em linha CIP, pode concluir rapidamente a limpeza dos elementos da membrana.
② Fluxo completo do processo
Para maximizar a proteção dos elementos da membrana de osmose inversa e melhorar a estabilidade do sistema, é adotado um processo maduro de pré-tratamento em várias fases + tratamento do núcleo de osmose inversa + esterilização do ponto final. O processo específico é o seguinte:
Depósito de água bruta → Bomba de água bruta → Filtro multimédia → Filtro de carvão ativado → Descalcificador → Filtro de segurança de precisão de 5μm → Bomba de alta pressão → Módulo de membrana de osmose inversa → Esterilizador ultravioleta → Depósito de água pura → Ponto de utilização
4. Efeito de funcionamento dos filtros do sistema de osmose inversa
Após a instalação e entrada em funcionamento, o equipamento de osmose inversa em aço inoxidável de 1000L/H funcionou de forma contínua e estável durante 30 dias. A monitorização em tempo real e os novos testes laboratoriais dos principais indicadores de efluentes mostraram que todos os indicadores eram superiores aos padrões de água potável da EPA dos EUA. Os dados comparativos específicos são os seguintes:
| Indicadores de qualidade da água | Valores de ensaio da água bruta | Valor do efluente do sistema RO | Limite padrão | Estado de conformidade |
|---|---|---|---|---|
| Sólidos totais dissolvidos (TDS) | 630,77mg/L | ＜30mg/L | ≤500mg/L | Cumpre as normas |
| Condutividade eléctrica | 1007,60μS/cm | ＜50μS/cm | — | Excelente |
| Cloreto | 257,74mg/L | ＜10mg/L | ≤250mg/L | Cumpre as normas |
| Dureza total | 358,68mg/L | ＜10mg/L | — | Excelente |
| Coliformes totais | Detectado | Não detectado | — | Cumpre as normas |
| Turbidez | 0,24NTU | ＜0.1NTU | ≤1NTU | Excelente |
Resumo do desempenho dos filtros do sistema de osmose inversa:
- Tem efeitos significativos na dessalinização, na remoção da dureza e na redução do cloro, produzindo água límpida, inodora e de sabor doce que satisfaz plenamente as necessidades de consumo diário.
- Resolve completamente os problemas de incrustação e corrosão, protegendo as condutas a jusante, o equipamento e os dispositivos de permuta de calor.
- Cumpre todas as normas microbiológicas, não apresenta riscos para a saúde ou segurança e é aplicável a uma vasta gama de cenários.
- O sistema funciona de forma estável, sem tempo de paragem devido a falhas, tem um elevado grau de automatização e não requer pessoal dedicado para o operar.
5. Valor de aplicação do sistema de osmose reversa de aço inoxidável 1000L/H
Este projeto utiliza equipamento personalizado de osmose inversa de aço inoxidável de 1000L/H para resolver quatro grandes problemas de qualidade da água de poço de uma só vez: TDS elevado, dureza elevada, cloreto elevado e contaminação microbiana, atingindo o objetivo de um abastecimento de água “seguro, estável, económico e duradouro”.
Se estiver interessado neste filtro de sistema de água de osmose inversa, não hesite em contactar-nos para um orçamento.
