Em artigo anterior fizemos uma comparação entre os dois sistemas de desmineralização de água para caldeiras: a Osmose Reversa e a Troca Iônica por resinas. Foram feitas análises das vantagens e desvantagens dos dois processos, e deixamos para analisar a disposição do concentrado da osmose reversa em outro artigo. É o que apresentaremos no texto seguinte.


Vamos relembrar as etapas deste processo de filtração da água e analisar o resultado da operação deste sistema. Diferente da troca iônica, a OR é uma filtração que ocorre nos poros de uma membrana com diâmetros mínimos, na ordem de 1,0 a 10,0Å, eliminando macro e micro moléculas orgânicas e quase todos os compostos inorgânicos, permitindo a passagem de água e sílica. A sílica presente é a grande vilã neste tipo de tratamento, quando a água é destinada à caldeiras de média e alta pressão.
O processo de OR requer um sistema de pré-tratamento ultra rigoroso, principalmente quando a água bruta contém alto teor de matéria orgânica e sólidos em suspensão. Estes materiais precisam ser removidos antes e durante a operação da OR. A matéria orgânica cria o "fouling" também conhecido como "biofilme" e se não for previamente removido irá colmatar a superfície das membranas, obstruindo a filtração. Devido a esta condicionante, um anti-incrustante é adicionado continuamente durante o processo de filtração.
O sistema é composto de um conjunto de cartuchos, confeccionados com poliamidas, poliéster, acetato, polissulfonas e outros materiais sintéticos, que são enrolados em um tubo de PVC de  3/4" até 11/2" onde a água filtrada (ou permeado), é coletada. Estes cartuchos são conectados entre si e colocados em um "vaso" onde cabem até 6 cartuchos. A montagem dos vasos em "skids" pode ser feita na vertical ou na horizontal. A quantidade de vasos é montada conforme o volume de água a ser tratada.
Um dos pontos negativos da osmose, diante da tão comentada escassez de água, é a rejeição de água durante a filtração, pois a água é quem conduzirá o soluto concentrado para descarte ao final do processo. A perda pode chegar a 30% do volume de água alimentada no sistema. Isso significa que a cada 100 m³ de água tratada, apenas 70m³ será aproveitado. Há sistemas onde esta perda pode ser reduzida para 15 ou 20%, pois a rejeição dependerá da concentração de material a ser separado.
O esquema desenhado abaixo dá uma idéia de uma instalação de OR, apresentando os pontos de descarte do soluto concentrado que precisa ser destinado corretamente no ambiente, apesar de ser "aparentemente" água limpa.


Geralmente as instalações de OR são feitas em dois estágios, como no desenho acima, com o rejeito primário sendo enviado para um segundo estágio, gerando o permeado final e o rejeito final. Este rejeito está em um nível de concentração tal, que geralmente o destino é a disposição controlada no ambiente, ou tratamento especial.


Como estamos tratando de OR para água industrial, especialmente caldeiras para geração de vapor, a dessalinização da água não se enquadra nas características que abordaremos neste tópico. A maioria da água utilizada na indústria tem origem nos rios, lagos ou poços artesianos. Este tipo de água contém, além de minerais, muita matéria orgânica de toda ordem, pois, infelizmente, os nossos rios servem de despejo de esgotos e outros efluentes que aumentam o teor de sólidos dissolvidos e em suspensão. A tabela seguinte apresenta o resultado de uma análise de algumas bacias hidrográficas próximas a grandes centros:


Considerando uma remoção destes contaminantes  na ordem de 97% podemos avaliar o que estará presente no rejeito da osmose reversa. É sabido que antes de atingir as membranas esta água será tratada por processos de desinfecção e clarificação com sulfato de alumínio, PAC (policloreto de alumínio) ou outros coagulantes conhecidos. Nesta fase já é necessário o tratamento do descarte da clarificação – coisa pouco comum nas indústrias nacionais – pois os resíduos deste processo são: matéria orgânica, argila, sílica insolúvel, sólidos sequestrados na floculação etc. Este lodo ou lama decantada durante a clarificação geralmente retorna à fonte original de água.   


A água de alimentação do sistema de OR tem uma composição muito semelhante à qualquer água clarificada que passará por um processo de desmineralização total ou parcial. Quando se utiliza a troca iônica por resinas, podemos utilizar apenas o leito catiônico ou abrandador para a remoção de dureza, utilizar o leito catiônico e aniônico para a remoção total de cátions e ânions, e ainda um leito misto para garantir a qualidade da água. Na troca iônica não ocorre o descarte contínuo de concentrado, tal qual ocorre na OR. Após uma campanha de 24 a 30 horas, a alimentação de água é interrompida e se inicia a lavagem e regeneração do leito de resinas. Os efluentes serão: cloreto de sódio, em abrandadores; ácido clorídrico ou sulfúrico, no leito catiônico, e hidróxido de sódio, no leito aniônico. Estes efluentes devem ser direcionados para um tanque ou uma caixa de neutralização e o rejeito final será água levemente salobra com os sais gerados na neutralização:


No processo de  OR  o rejeito é contínuo, pois trata-se de uma filtração e não de troca iônica. Os contaminantes são removidos do interior das membranas pela própria água de alimentação, e com o passar do tempo seguem saturando a solução e também as membranas, reduzindo a capacidade de filtração até seu esgotamento e a parada da unidade de filtração para a regeneração das membranas. O rejeito que sai do sistema pode atingir mais de 40.000 mg/l de STD em sais, tornando essa água um efluente que deve ser disposto no ambiente de forma correta.

Na maioria das vezes, a queda de vazão é compensada com o aumento de pressão.
O gráfico acima mostra a relação entre o tempo de filtração e o teor de sólidos totais dissolvidos no soluto (rejeito) e pode ser aplicado tanto no primeiro estágio como no segundo, com a diferença da queda mais rápida da vazão no segundo estágio, uma vez que o primeiro rejeito é que alimenta o segundo estágio. Diversificações no "lay out" podem ser feitas a fim de otimizar o sistema, aproveitando mais as folgas de pressão das bombas de alimentação.
Analisando-se o rejeito da OR, seja no efluente, seja na autópsia de membranas, o que é encontrado está relacionado abaixo:



Na maioria das indústrias existe um sistema de tratamento de efluentes para dispor todos os efluentes líquidos e tratá-los antes de devolver ao curso de água natural. Todo o efluente, após tratamento, deve obedecer a Resolução 357 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) onde estão listados todos os parâmetros dos efluentes devolvidos aos cursos de água natural de acordo com a classe do corpo receptor.
Geralmente as opções para a destinação dos rejeitos da OR incluem: lagoas de evaporação natural, tratamento e devolução ao corpo natural de água, injeção em poços profundos. A disposição no solo não é recomendada, pois poderá contaminar lençóis freáticos devido à percolação pelas camadas do solo.

Os corpos de água natural, rios, lagos, lagoas e outros, estão sujeitos à recomendação da Resolução 357 do CONAMA, que determina as concentrações máximas permitidas dos contaminantes do efluente para sua devolução ao ambiente. Para grandes instalações industriais, onde já há um sistema licenciado para tratamento e disposição final dos efluentes, a melhor opção é realmente dispor os rejeitos da OR nas lagoas de tratamento.

Há esta possibilidade, que envolve a introdução do rejeito da OR em solos com rochas permeáveis  levando o concentrado até aquíferos com água salobra. Ainda assim, é um risco lançar minerais não compatíveis com os já existentes naquele sítio. Este aquífero não pode ter ligação com aquíferos que transportem água doce para não haver contaminação. Além disso, o aquífero deverá ter capacidade hidráulica para reter toda a água injetada nos poços.

Este pode ser o caminho menos oneroso para quem tem área à disposição, pois nesta opção, uma grande lagoa é construída de forma impermeável e a evaporação natural se encarrega de evaporar a água e precipitar os sais concentrados no efluente. Entretanto, não é a opção mais recomendada para locais frios ou de pouca insolação, onde as condições atmosféricas mantenham a pressão de vapor da água muito baixa. Como se trata de evaporação natural, estas lagoas deveriam ser rasas e de grandes extensões, a fim de garantir uma alta taxa de evaporação.


Em países onde o uso de membranas para o tratamento de água já está bem difundido, a maioria das indústrias utiliza como forma de descarte do concentrado de OR a disposição em águas superficiais após tratamento. Há um aumento do uso de membranas também no Brasil, entretanto, muitas empresas optam pelas membranas sem realizarem um estudo minucioso das vantagens e desvantagens da OR em comparação com a troca iônica com resinas. Certamente há casos onde a OR é muito mais recomendada do que a troca iônica, principalmente quando se trata de água com alta salinidade total. Desde a criação da Agência Nacional de Águas (ANA) procurou-se estabelecer regras para a cobrança do uso e descarte de água, exceto para concessionárias que fornecem e já cobram pela água. Algumas regiões do País estão experimentando esta cobrança, mas ainda não houve acordo para uma regra que seja aplicada em todo o Brasil. Se esta regra for aprovada, a água passará a entrar mais forte nos custos das empresas, e certamente a purificação de água pelo processo de OR deverá ser cada vez mais criterioso, pois a cobrança pelo uso de água incide sobre captação, consumo e descarte.

	Diretor Técnico da RTH Consultoria e Treinamentos. Engenheiro de processos há mais de 30 anos no setor de Utilidades e Cogeração de Energia. Palestrante e professor de cursos profissionalizantes.