ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: ESTUDO DA REMOÇÃO DE SAIS EM ELEMENTOS DE MEMBRANAS DE OSMOSE INVERSA DURANTE LIMPEZA QUÍMICA UTILIZANDO ÁCIDO CLORÍDRICO
AUTORES: SILVA, J. N. (UFCG) ; MONTEIRO, G. S. (UFCG) ; FIDÉLES, T. B. (UFCG) ; SILVA, C. I. E. A. (UFCG) ; FRANÇA, K. B. (UFCG)
RESUMO: As águas para fins de dessalinização via osmose inversa (OI), oriundas de poços tubulares, podem apresentar variações em sua concentração de sais dissolvidos e possuir capacidade de incrustação por sais de cálcio, carbonatos, sulfatos, sílica etc. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento da condutividade elétrica, potencial hidrogeniônico (pH) e retirada de sais por uma limpeza química, utilizando uma solução ácida de ácido clorídrico de pH 3,0. Os equipamentos como pHmetro Portátil PG1400, para o pH e Conductivity Meter COM 100, para k, durante a limpeza. As análises físico-químicas das amostras coletadas da solução de limpeza química, realizadas no Laboratório de Referência em Dessalinização (Labdes–UFCG). O total de sais removidos foi de 38 g durante a limpeza química.
PALAVRAS CHAVES: dessalinização, limpeza química, inscrustação de membranas
INTRODUÇÃO: Devido às formações geoquímicas, águas oriundas de poços tubulares podem apresentar uma grande variação em sua concentração de sais dissolvidos. Algumas dessas águas podem possuir uma grande capacidade de incrustação por sais de cálcio, carbonatos, sulfatos, sílica etc. Para os sistemas de dessalinização de águas com membranas de osmose inversa, essas membranas precisam passar por limpeza química, para se evitar queda na produção e qualidade da água dessalinizada, aumento no consumo de energia de operação do sistema e redução da vida útil dos elementos de membrana.
Os tipos de incrustações comumente encontradas em águas subterrâneas é a causada por carbonato de cálcio (CaCO3), sulfato de cálcio (CaSO4) e composto com silica (FOURE, 1991). Estes, por sua vez, pode ser retirados da superfície da membrana, uma vez depositada, por técnicas encontradas na literatura, tais limpezas químicas utilizam soluções ácidas ou básicas (FRANÇA, 2005).
Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento da condutividade, potencial hidrogeniônico e retirada de sais de cálcio, magnésio, sódio, potássio, carbonato e bicarbonato da superfície de elementos de membranas por uma limpeza química, utilizando uma solução de ácido clorídrico pH 3.
MATERIAL E MÉTODOS: O sistema de dessalinização estudado encontra-se localizado na comunidade Amorim no município de Galante - PB. O mesmo apresentava os mecanismos de retrolavagem constituído por: bomba e reservatório de 100 L . O sistema de limpeza química era composto das seguintes unidades:
• Um tanque (não metálico) composto de sistema de temperatura controlada para aquecimento da solução de limpeza;
• Um condutivímetro;
• Um pHmetro;
• Um termômetro.
Os instrumentos de medidas como condutivímetro (Conductivity Meter COM 100) e o pHmetro (pHmetro Portátil PG1400), foram fundamentais no acompanhamento da variação de ambas as grandezas, sendo previamente calibrados para evitar problemas durante a limpeza química.
Para a limpeza química e coleta dos dados, seguiu-se o seguinte procedimento:
A solução de limpeza foi preparada, utilizando 4 a 4,5 mL de ácido clorídrico, de concentração aproximadamente 12 N, adicionados em um tanque de 80 litros de água dessalinizada, obtendo-se um pH aproximadamente 3 e a temperatura em 36 ºC.
Com ajuda de uma bomba de retrolavagem, a solução de limpeza foi submetida a passagem através da superfície dos elementos de membranas durante 1 a 2 minutos, descartando-se em seguida aproximadamente 20 L da Solução.
O concentrado foi reciclado para o tanque da solução de limpeza, em duas etapas, durante 75 minutos, sendo monitoradas a temperatura, o pH da solução e a condutividade. Foram feitas coletas de amostras de 100 mL da solução a cada 10 min manteve-se a temperatura constante durante a limpeza. Em seguida, ao termino da limpeza química, toda a tubulação hidráulica do sistema de dessalinização foi lavada com água permeada durante 15 minutos sob um fluxo moderado a 3,0 kg/cm2.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram utilizadas duas soluções de ácido clorídrico, ambas com pH=3 em um intervalo de tempo de 75 minutos. Uma solução nos primeiros 35 minutos e outra nova solução após 40 minutos de limpeza química. Foi necessária a utilização de uma nova solução, uma vez que observadas oscilações no pH e condutividade na primeira solução.
O termino da limpeza foi indicado, no momento em que se mantiveram constantes as grandezas monitoradas, assim como previamente descrito na literatura (FRANÇA, 2005).
Na maioria dos sais em estudo, houve o aumento considerável da concentração dos mesmos, nas duas soluções de limpezas. Foi observada uma diminuição do íon carbonato, que pode ser entendida pela transformação reacional do mesmo em bicarbonato, provocada pelos íons hidrogênio da solução ácida.
Das análises físico-químicas realizadas no Laboratório de Referência em Dessalinização Labdes – UFCG foram obtidos os valores das concentrações das amostras coletadas durante a limpeza química. Os maiores valores de concentração observados estão para o Sódio, Cálcio, Magnésio e Bicarbonato. O valor para o carbonato, não houve remoção diretamente na sua forma, mas foi removido indiretamente como bicarbonato.
CONCLUSÕES: A limpeza química das membranas, com a finalidade de remoção de sais precipitados nas mesmas, pode ser aplicada com a utilização de soluções de ácido clorídrico.
O pH e a condutividade aumentaram no decorrer da limpeza e com variações mínimas nos últimos minutos da realização da limpeza.
As maiores variações da concentração dos íons analisados foram observados nos primeiros 10 minutos da limpeza química com a primeira Solução e nos 20 minutos decorrentes da limpeza com a segunda Solução.
Os maiores valores de massa removida foram de espécies químicas participante de substâncias incrustantes.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: FOURE, Gunter. Principles and Applications of Inorganic Geochemistry: a comprehensive textbook for geology stunds/Gunter Foure. Pretice Hall – Upper Saddle River, New Jersey. p. 168-171, 1991.
FRANÇA, Kepler B. Curso de Limpeza Química de Membranas de Sistemas de Dessalinização via Osmose Inversa. Laboratório de Referência em Dessalinização – LABDES. Universidade Federal de Campina Grande – UFCG. 2005
STANDARD METHODS for examination of Water and WasteWater, AMÉRICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION – APHA, 20ª Edition, Washigton, D.C.,pp.2 – 4/2.56,3-63/3-84,3-87/3-98,4-112/4-166,1998.
