09:30 Sedimentos sujos, microrganismos, sabor desagradável e qualidade da água duvidosa podem afetar a água de todas as torneiras de um edifício. Tratar apenas a torneira da cozinha deixa as restantes sem tratamento. Um sistema de ultrafiltração para toda a casa, devidamente concebido, proporciona uma solução central de filtração antes de a água circular pela propriedade.
Um sistema de ultrafiltração para toda a casa utiliza uma membrana de ultrafiltração para remover partículas finas, sólidos em suspensão, muitas bactérias, parasitas e outras impurezas do abastecimento principal de água. Instalado como um sistema de filtragem no ponto de entrada, pode fornecer água filtrada às casas de banho, cozinhas, eletrodomésticos e outras tomadas, mantendo, normalmente, os minerais dissolvidos benéficos na água.
Sistemas de ultrafiltração para toda a casa: como um sistema de filtragem de água para toda a casa proporciona água mais limpa
Um sistema de filtragem de água para toda a casa é instalado no ponto em que o abastecimento principal de água entra numa habitação, num imóvel comercial, num hotel, numa exploração agrícola ou noutra instalação. Em vez de tratar apenas uma torneira de água potável, o sistema trata a água em toda a sua casa ou edifício antes de esta chegar às diferentes torneiras.
Um filtro de cartucho padrão pode remover principalmente sedimentos visíveis. Um sistema de ultrafiltração vai mais além. Utiliza uma membrana especial com poros extremamente pequenos para separar partículas finas em suspensão e microrganismos da água. O CDC refere que as membranas de ultrafiltração têm, normalmente, tamanhos de poros em torno de 0,01 mícron, embora os tamanhos reais dos poros variem consoante o design do filtro. A ultrafiltração pode remover parasitas e bactérias e pode proporcionar alguma redução de vírus, mas não deve ser considerada uma tecnologia universal de remoção de substâncias químicas.
Esta diferença é importante. Um bom filtro para toda a casa não é simplesmente uma versão maior de um purificador de água de cozinha. Os engenheiros têm de ter em conta a fonte de água de entrada, o caudal máximo, a pressão, o perfil dos contaminantes, o pré-tratamento, a área da membrana, o método de limpeza e a qualidade da água exigida.
Do ponto de vista da engenharia, normalmente começamos pela própria água — e não pelo catálogo de equipamentos.
Uma boa filtração começa por compreender o que está realmente presente na água.
A ultrafiltração é um processo de filtração impulsionado pela pressão. A água flui ao longo ou através de uma membrana de fibra oca que contém poros microscópicos. A água e muitas substâncias dissolvidas de pequenas dimensões passam através da membrana, enquanto as partículas maiores permanecem no lado da membrana.
Um processo simplificado é o seguinte:
Água em bruto → Pré-tratamento de sedimentos → Filtro de carvão (opcional) → Membrana de UF → Água tratada → Distribuição
No interior de um módulo de ultrafiltração de fibras ocas, milhares de minúsculas fibras de membrana proporcionam uma vasta área de filtração num espaço compacto. Dependendo da conceção do sistema, a água pode passar do interior da fibra para o exterior ou do exterior para o interior.
A membrana funciona como uma barreira física. Em vez de depender apenas da adsorção ou do tratamento químico, a separação depende, em grande medida, do tamanho das partículas.
De acordo com o CDC, a ultrafiltração está normalmente associada a um tamanho de poro de cerca de 0,01 mícron. Em comparação, a microfiltração é geralmente mais grosseira, enquanto a osmose inversa utiliza uma barreira de membrana ainda mais fina.
Isto torna a UF útil quando o objetivo do tratamento inclui:
Ao contrário de muitos sistemas de osmose inversa (RO), a ultrafiltração (UF) permite normalmente que os minerais e sais dissolvidos permaneçam na água filtrada. Isto pode ser útil quando o objetivo é a filtração de partículas e microrganismos, em vez da dessalinização.
Não existe nenhum filtro que elimine todos os contaminantes. Este é um dos aspetos mais importantes a ter em conta na escolha de filtros de água.
Uma membrana de ultrafiltração (UF) apresenta um excelente desempenho contra muitas partículas e microrganismos, mas não foi concebida para remover todas as substâncias químicas dissolvidas.
| Questão da Água | Desempenho típico da UF | Pode ser necessário um tratamento adicional |
|---|---|---|
| Areia e sedimentos | Muito bom | Normalmente, não |
| Sólidos em suspensão | Muito bom | Normalmente, não |
| Turbulência | Muito bom | Normalmente, não |
| Muitas bactérias | Muito bom | A radiação UV pode proporcionar uma proteção adicional |
| Parasitas | Muito bom | Normalmente, não |
| Alguns vírus | Limitado a «bom», dependendo da membrana | Pode ser preferível utilizar UV, NF ou RO |
| Cloro | Limitada | Filtro de carvão |
| Sabor e odor | Limitada | Carvão ativado |
| Dureza | Não remove eficazmente | Descalcificador de água |
| Sais dissolvidos | Não remove | Osmose inversa |
| Chumbo e outros metais pesados dissolvidos | Não é removido de forma fiável apenas por UF | Meios de comunicação especializados ou RO |
| Arsénico | Não foi removido de forma fiável | Tratamento especializado ou RO |
O CDC aconselha especificamente os utilizadores a escolherem o tratamento de acordo com os germes ou substâncias químicas nocivas efetivamente detetados na sua água. Um filtro de água que remove microrganismos pode não remover substâncias químicas dissolvidas, e vice-versa.
É por isso que recomendamos frequentemente uma filtração abrangente, em vez de nos limitarmos a instalar um único módulo de membrana.
Por exemplo, se a água local contiver tanto sólidos em suspensão como cloro percetível, uma combinação como:
Filtro de sedimentos → Filtro de carvão catalítico → Ultrafiltração
pode fazer mais sentido do que apenas a UF.
Se a água também apresentar elevada dureza, o sistema poderá necessitar de um amaciador de água. Caso se verifique uma elevada concentração de sais dissolvidos, nitratos, arsénio ou outros contaminantes dissolvidos, um sistema de osmose inversa (RO) devidamente concebido poderá ser mais adequado.
Um sistema prático para toda a casa pode incluir duas, três ou mais etapas de filtração. A configuração correta depende das condições da água de entrada.
Um projeto comum de 3 fases para toda a casa pode incluir:
O primeiro filtro protege o equipamento a jusante contra partículas de maior dimensão.
Um filtro de sedimentos de 5 mícrons é comum em muitos sistemas baseados em cartuchos, embora a classificação necessária deva depender da água de origem e dos requisitos da membrana a jusante.
Pode reduzir:
No caso de água com elevada carga de sedimentos, as grelhas laváveis, os filtros multimédia, as unidades de retrolavagem automática ou sistemas de pré-tratamento de maior dimensão podem ser mais adequados do que pequenos cartuchos filtrantes descartáveis.
Um filtro de carvão ativado ou de carvão catalítico pode ajudar a reduzir o cloro, o sabor desagradável, o odor e determinados compostos orgânicos.
Um filtro de água de carvão vegetal é especialmente útil para a água municipal tratada, em que o cloro ou a cloramina podem afetar o sabor e o funcionamento da membrana.
No entanto, a remoção de resíduos de desinfectante da água em toda a casa requer um projecto cuidadoso do sistema. O CDC salienta que a remoção do cloro de toda a água da casa pode aumentar a probabilidade de crescimento microbiano no interior das canalizações, caso o sistema não seja devidamente mantido.
O filtro UF constitui uma barreira física de alta precisão.
Esta etapa final de filtração permite obter água limpa e com baixa turbidez, mantendo grande parte do teor original de minerais dissolvidos.
Para necessidades de tratamento mais exigentes, os designers podem adicionar:
O resultado é um sistema completo de tratamento de água, em vez de um simples conjunto de cartuchos.
Não existe uma tecnologia universal que seja a melhor para o tratamento de toda a casa. Cada tecnologia resolve problemas diferentes.
Considere, em primeiro lugar, o objetivo do tratamento.
| Tecnologia | Objetivo principal | Elimina os sais dissolvidos? | Utilização típica em toda a casa |
|---|---|---|---|
| Filtro de sedimentos | Areia, ferrugem, partículas | Não | Pré-tratamento |
| Filtro de carvão | Cloro, sabor, odor, alguns compostos orgânicos | Não | Tratamento de aperfeiçoamento da água da cidade |
| Ultrafiltração | Sólidos finos e microrganismos | Não | Filtração por membrana principal |
| Descalcificador de água | Dureza do cálcio e do magnésio | Em parte através da troca iônica | Controlo da água dura |
| UV | Inativação microbiana | Não | Desinfeção final |
| Osmose inversa | Sais dissolvidos e muitos contaminantes | Sim | Água de alta pureza |
| EDI | Remoção de iões/polimento | Sim | Água industrial ultrapura |
Um sistema de filtragem por UF funciona normalmente a uma pressão mais baixa do que a RO e não remove intencionalmente a maioria dos minerais dissolvidos. Isto permite, muitas vezes, um fluxo de água forte com menor produção de concentrado.
A osmose inversa vai muito mais além. O CDC descreve Membranas de osmose inversa com uma escala de poros aproximada de cerca de 0,0001 mícron e refere que a osmose inversa (RO) pode reduzir várias substâncias dissolvidas, incluindo sódio, cloreto, cobre, crómio e chumbo, dependendo do sistema.
Assim, se o seu objetivo for, principalmente, obter água potável límpida com uma filtração eficaz de partículas e microrganismos, a UF pode ser uma opção interessante.
Se o seu objetivo for um TDS muito baixo ou água pura, utilize a osmose inversa (RO).
Se o principal problema for a água dura, opte por um amaciador.
Se a principal preocupação for o sabor a cloro, utilize carvão ativado.
Muitas vezes, a melhor resposta não é “UF ou carbono”, mas sim UF mais carbono, concebida em função da água de alimentação efetiva.
Sim, mas a água da rede municipal e a água de poço requerem, normalmente, estratégias de tratamento diferentes.
A água da rede municipal já passou, normalmente, por uma estação de tratamento. Pode, no entanto, conter ainda sedimentos provenientes das condutas de distribuição, cloro ou cloramina, minerais que contribuem para a dureza da água e outras substâncias que afetam o sabor ou os equipamentos domésticos.
Uma configuração comum para a água municipal pode ser:
Sedimentos → Carbono → UF → UV opcional
Este sistema pode melhorar a clareza e o sabor da água, ao mesmo tempo que adiciona uma barreira de membrana antes de a água ser distribuída por toda a casa.
A água de poço pode ser mais complicada.
Dependendo da geologia e das condições locais, pode conter:
Colocar um filtro de UF de alta precisão diretamente em água de poço de qualidade duvidosa pode provocar um rápido entupimento.
Em vez disso, o sistema pode exigir:
Água bruta de poço → Oxidação → Filtração multimédia/por sedimentos → Remoção de ferro → Amaciamento, se necessário → UF → UV
É por isso que a análise da água é importante.
O CDC recomenda analisar a fonte de água e escolher o tratamento de acordo com os contaminantes efetivamente presentes, em vez de partir do princípio de que uma única tecnologia resolverá todos os problemas relacionados com a água.
As membranas de ultrafiltração de fibra oca proporcionam uma grande superfície de membrana no interior de um corpo de filtro ou módulo relativamente compacto.
Este projeto permite uma maior capacidade de tratamento sem ocupar um espaço de instalação excessivo. Para casas, moradias, edifícios de apartamentos, hotéis, explorações agrícolas, instalações comerciais e outras aplicações descentralizadas, o equipamento compacto pode constituir uma grande vantagem.
As principais vantagens incluem:
Enquanto fabricante de membranas de ultrafiltração (UF) de fibra oca e de equipamentos completos de tratamento, a nossa visão vai além da própria membrana.
Uma membrana que funciona bem em laboratório pode, mesmo assim, apresentar um desempenho insatisfatório em condições reais de utilização se o pré-tratamento, o fluxo de operação, as condições de fluxo cruzado, a lógica de retrolavagem, o controlo da pressão ou os procedimentos de limpeza estiverem incorretos.
A eficiência real de filtração de um sistema depende, portanto, tanto da qualidade da membrana como do projeto de engenharia.
Consideremos um imóvel a título de exemplo, com várias casas de banho, uma cozinha, equipamento de lavandaria e consumo de água no exterior.
Se a procura máxima da habitação atingir os 40 L/min, a escolha de uma membrana com capacidade nominal de apenas 40 L/min em condições ideais de laboratório não deixa praticamente nenhuma margem de funcionamento.
Um projeto melhor tem em conta:
A capacidade final da membrana deve corresponder ao consumo real de água, e não apenas a um valor nominal indicado no catálogo.
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Muitos compradores concentram-se apenas na classificação em mícrons. Isso não é suficiente.
Um tamanho de poro mais pequeno melhora a separação de partículas, mas também pode aumentar a resistência. Quando a área da membrana é demasiado pequena para o caudal necessário, a perda de pressão aumenta e o desempenho pode diminuir.
Devem ser verificados em conjunto três fatores:
Calcule a quantidade de água que pode ser utilizada simultaneamente na casa.
Um sistema destinado a uma única casa de banho necessita de uma capacidade muito inferior à necessária para uma moradia, um bloco de apartamentos, um hotel ou uma quinta.
A membrana de UF necessita de pressão para fazer passar a água pela superfície da membrana.
Se a pressão da água de entrada for baixa, os engenheiros poderão precisar de uma bomba de reforço.
A água suja aumenta a carga sobre a membrana.
Mais sedimentos significam, muitas vezes:
Um sistema de filtragem de água bem concebido consegue equilibrar estes três aspetos.
A instalação de um sistema sobredimensionado pode representar um desperdício de dinheiro. A instalação de um sistema de filtragem subdimensionado pode resultar num caudal insuficiente, manutenção frequente e um utilizador final insatisfeito.
Todos os sistemas de filtração requerem manutenção.
Afirmações como “purificação de água sem necessidade de manutenção” devem ser encaradas com cautela. Mesmo os sistemas automáticos de membranas requerem inspeção e limpeza periódicas.
A manutenção depende da qualidade da água e da configuração do sistema.
| Componente | Requisitos típicos de manutenção |
|---|---|
| Cartucho de sedimentos | Inspecionar e substituir de acordo com a queda de pressão e o estado da água |
| Filtro de carvão | Substituição do meio filtrante com base na capacidade e na carga de cloro |
| Membrana UF | Lavagem automática/retrolavagem, além de limpeza química periódica |
| Lâmpada UV | Substituição periódica das lâmpadas e limpeza da manga de quartzo |
| Descalcificador de água | Reposição de sal e manutenção da resina |
| Bombas e válvulas | Inspeção em função das horas de funcionamento |
Os intervalos de substituição dos filtros nunca devem basear-se apenas num calendário genérico.
Um cartucho de sedimentos utilizado no tratamento de água municipal potável pode durar muito mais tempo do que o mesmo cartucho utilizado no tratamento de água turva de poço.
No caso de sistemas de filtração para toda a casa, quer sejam comerciais quer sejam concebidos à medida, os parâmetros de monitorização úteis incluem:
O controlo automático por PLC permite gerir as funções de lavagem e de alarme.
No caso de projetos de maior dimensão, podemos integrar módulos de membranas com bombas, válvulas, instrumentos, painéis de controlo e comunicação via PLC ou SCADA. Esta abordagem facilita a operação para os empreiteiros EPC e os gestores das instalações.
Um sistema de filtragem de água de alta qualidade para toda a casa deve começar com uma análise da água.
O CDC e outras orientações de saúde pública salientam sistematicamente a importância de adequar a tecnologia de tratamento ao problema concreto de contaminação. Filtros de água diferentes removem substâncias diferentes.
O nosso fluxo de trabalho habitual de engenharia é o seguinte:
Esta abordagem de engenharia é especialmente útil para distribuidores, integradores de sistemas, hotéis, explorações agrícolas, edifícios comerciais e empresas de EPC que necessitam de mais do que um purificador de água pronto a usar.
Sistemas de ultrafiltração para toda a casa: como um sistema de filtragem de água para toda a casa proporciona água mais limpa
O melhor sistema é aquele que se adapta à água da sua região.
Não comece por perguntar: “Qual é o filtro com os poros mais pequenos?”
Em vez disso, pergunte:
Para aplicações municipais simples, um sistema compacto de UF pode ser suficiente.
Para eliminar o cloro, o sabor e o odor, adicione carvão.
No caso de água dura, utilize-a em conjunto com um amaciador de água.
No que diz respeito ao risco microbiano, considere a UF combinada com a UV.
No caso de elevados teores de sais dissolvidos ou de determinados metais pesados dissolvidos, recorra à osmose inversa ou a meios de tratamento específicos.
O objetivo não é simplesmente ter água potável em todas as torneiras. O objetivo é garantir uma qualidade estável da água, sem complicações desnecessárias.
A NSF recomenda também que se verifiquem as alegações de desempenho verificadas de forma independente. Normas como a NSF/ANSI 42 dizem respeito a efeitos estéticos, como o sabor e o odor a cloro, enquanto a NSF/ANSI 53 abrange determinados contaminantes com efeitos na saúde.
Se a certificação for importante para o seu mercado, confirme exatamente qual a norma e qual a declaração de redução de contaminantes que se aplicam ao equipamento selecionado.
O termo «toda a casa» é normalmente associado à filtragem residencial, mas o mesmo conceito de «ponto de entrada» pode ser aplicado a projetos de maior dimensão.
Os sistemas de membranas de ultrafiltração (UF) de fibra oca também podem ser utilizados para:
Uma pequena instalação pode utilizar uma unidade manual simples. Uma instalação comercial pode necessitar de vários módulos de membrana UF, válvulas automáticas, reservatórios, bombas, sistemas de dosagem, instrumentos de medição em tempo real e controlo por PLC.
É aqui que concebido em fábrica Os sistemas de filtração oferecem uma vantagem.
Na qualidade de fabricante de equipamentos de tratamento de água e de águas residuais, podemos integrar a UF com:
Isto torna a tecnologia adequada não só para o abastecimento de água doméstico, mas também para distribuidores, empreiteiros EPC, empresas de engenharia e promotores de projetos comerciais que procuram soluções personalizadas de tratamento de água.
A filtração por ultrafiltração (UF) pode melhorar significativamente a qualidade microbiológica e a qualidade em termos de partículas da água, removendo sedimentos, parasitas e muitas bactérias. No entanto, a segurança da água potável final depende da água de origem e dos contaminantes presentes.
A UF não remove de forma fiável todas as substâncias químicas dissolvidas. Analise primeiro a água e adicione carvão, UV, RO ou outro tratamento, quando necessário.
Por si só, não é eficaz.
Caso seja necessária a redução do cloro, é habitual adicionar uma etapa de carvão ativado ou de carvão catalítico. O sistema deve, no entanto, ser concebido com cuidado, uma vez que a remoção do desinfectante da água da rede principal pode afetar as condições microbianas na canalização a jusante.
N.º.
A dureza deve-se principalmente ao cálcio e ao magnésio dissolvidos. Estes iões são suficientemente pequenos para atravessarem uma membrana de ultrafiltração.
Instale um amaciador de água, caso seja necessário reduzir a dureza da água.
Nenhuma das duas tecnologias é sempre melhor.
A UF é adequada para remover sólidos em suspensão e muitos microrganismos, retendo simultaneamente a maioria dos minerais dissolvidos. A RO proporciona uma remoção muito mais eficaz de sais dissolvidos e de muitos contaminantes dissolvidos.
A UF é frequentemente escolhida para filtração geral ou pré-tratamento de osmose inversa, enquanto a osmose inversa é a opção preferida quando é necessária água com baixo TDS ou de elevada pureza.
Sim, mas o pré-tratamento é, muitas vezes, essencial.
Uma fonte de água de poço com elevados teores de sedimentos, ferro, manganês, dureza ou matéria orgânica pode obstruir rapidamente a membrana. A análise da água deve determinar se são necessárias etapas de filtração multimédia, oxidação, remoção de ferro, amaciamento, carvão ou outras antes da UF.
Todos os filtros provocam alguma perda de pressão.
Um sistema com as dimensões adequadas deve manter este valor dentro de um intervalo aceitável. Grandes perdas de pressão indicam, normalmente, área de membrana insuficiente, pré-tratamento sujo, incrustação na membrana, baixa pressão de entrada ou um sistema subdimensionado.
No caso de instalações de maior dimensão, os engenheiros podem incluir bombas de reforço e sistemas automáticos de monitorização da pressão.
A sistema de ultrafiltração para toda a casa pode ser uma forma eficaz de melhorar a qualidade da água que entra em toda a propriedade. A membrana constitui uma forte barreira física contra sedimentos, turbidez, parasitas, bactérias e outras impurezas em suspensão, permitindo, em geral, que os minerais dissolvidos permaneçam na água.
Mas a membrana é apenas uma parte da solução.
A obtenção de bons resultados depende da compreensão das características da água bruta, da escolha de um pré-tratamento adequado, do dimensionamento correto da membrana, da garantia do fluxo de água e do planeamento da manutenção a longo prazo.
Na qualidade de fabricante e fornecedor especializado em engenharia de membranas de ultrafiltração de fibra oca, membranas MBR, membranas RO, módulos EDI, instalações de água pura, estações de tratamento de águas residuais e sistemas integrados de filtração por membranas; abordamos cada projeto como um problema global de tratamento de água, em vez de nos limitarmos a vender um filtro.
Para distribuidores, empresas de tratamento de águas residuais (EPC), hotéis, explorações agrícolas, instalações comerciais, utilizadores industriais e empreiteiros de engenharia, podemos desenvolver sistemas de membranas personalizados de acordo com a análise da água de alimentação, a capacidade, o espaço de instalação, os requisitos de automatização e os objetivos de qualidade da água final.
As orientações técnicas apresentadas neste artigo estão em conformidade com as informações atualizadas dos Centros de Controlo e Prevenção de Doenças dos EUA, da Agência de Proteção Ambiental dos EUA e da NSF relativamente ao tratamento de água doméstica, à ultrafiltração, à osmose inversa, à filtração no ponto de entrada e à certificação de sistemas de tratamento.
Descubra como a eletrodeionização (EDI) combina a troca iônica e a eletricidade para fornecer água de elevada pureza de forma contínua. Saiba mais sobre este processo de EDI.
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