Seleção de Vasos de Pré-tratamento para Sistemas de Tratamento de Água

Seleção de Vasos de Pré-tratamento para Sistemas de Tratamento de Água

A seleção de vasos de pré-tratamento é um primeiro passo crucial no projeto de um sistema robusto de purificação de água, especialmente para aplicações farmacêuticas. A escolha certa garante a proteção de componentes a jusante, como membranas de Osmose Reversa (RO) e resinas de troca iônica, contra incrustações, incrustações e degradação química.

Aqui estão os principais tipos de vasos e os principais critérios de seleção:

1. Tipos de Vasos de Pré-tratamento

• Filtros Multimídia (MMF): Também conhecidos como filtros de areia. Eles usam camadas de mídia de diferentes densidades e tamanhos de partículas (por exemplo, antracito, areia, granada) para remover sólidos suspensos, turbidez e matéria particulada maior, até aproximadamente 10-20 mícrons.

• Filtros de Carvão Ativado (ACF): Vasos preenchidos com carvão ativado granular (GAC). Seu objetivo principal é remover cloro, cloraminas, e compostos orgânicos por meio de adsorção. Isso é essencial para proteger as membranas de RO contra danos oxidativos.

• Amaciadores de Água: Vasos preenchidos com resina de troca catiônica em forma de sódio. Eles removem íons de dureza (Cálcio e Magnésio) trocando-os por íons de Sódio. Isso evita incrustações nas membranas de RO e equipamentos a jusante.

• Tanques de Injeção Química: Embora nem sempre sejam "vasos" no mesmo sentido, estes são tanques (frequentemente PVC ou HDPE) que contêm produtos químicos como anti-incrustante, bissulfito de sódio (para decloração) ou soda cáustica para ajuste de pH. Eles alimentam um ponto de injeção a jusante.

2. Principais Critérios de Seleção

A. Design e Construção do Vaso

• Material de Construção:

  • FRP (Plástico Reforçado com Fibra): A escolha mais comum. É resistente à corrosão, leve e econômico para a maioria das condições da água bruta. Deve ter um revestimento interno de grau alimentício ou certificado NSF-61.

  • Aço Carbono com Revestimento de Borracha: Usado para pressões mais altas ou aplicações mais abrasivas. O revestimento de borracha evita a corrosão.

  • Aço Inoxidável (304 ou 316L): Usado em ambientes altamente corrosivos ou quando os requisitos sanitários são primordiais (mais comum no circuito de distribuição de água polida do que no pré-tratamento).

• Classificação de Pressão: O vaso deve ser classificado para a pressão operacional máxima do sistema, normalmente um mínimo de 150 PSI (10 bar) para aplicações padrão e superior para necessidades específicas.

• Códigos de Design: Os vasos devem ser projetados e fabricados de acordo com padrões reconhecidos como ASME BPVC Seção X (para FRP) ou ASME Seção VIII (para vasos de pressão de metal).

B. Dimensionamento e Capacidade

• Vazão: O diâmetro do vaso deve ser dimensionado para lidar com a vazão de serviço necessária do sistema (galões por minuto - GPM ou metros cúbicos por hora - m³/h). Um vaso superdimensionado pode levar à canalização; um vaso subdimensionado causa alta queda de pressão e operação ineficiente.

• Profundidade e Volume da Cama: A quantidade de mídia (resina, carbono, etc.) é crítica.

  • Para amaciadores, a capacidade é calculada com base em grãos de remoção de dureza necessários entre os ciclos de regeneração.

  • Para filtros de carbono, o Tempo de Contato da Cama Vazia (EBCT) é crucial (normalmente 5-10 minutos) para garantir a remoção eficaz do cloro. Isso determina o volume mínimo da cama para uma determinada vazão.

C. Sistema Interno de Distribuição e Coleta

• Subdreno: O sistema inferior que coleta a água filtrada, retendo a mídia. Os tipos comuns incluem:

  • Filtros (Cesto/Lateral): Mais comum. O número e o tamanho da ranhura (por exemplo, 0,2 mm para resina amaciante) são críticos para evitar a perda de mídia.

  • Conjuntos de Cabeçalho-Lateral: Fornecem distribuição de fluxo muito uniforme.

• Distribuidor Superior: Garante que a água que entra seja distribuída uniformemente por toda a seção transversal da cama de mídia para evitar a canalização.

D. Controles e Válvulas

• Tipo de Válvula:

  • Válvula Multivias: Uma válvula única manual ou automática que direciona o fluxo para serviço, retrolavagem, enxágue e regeneração.

  • Sistema de Válvulas Totalmente Automático: Usa um grupo de válvulas atuadas individuais (borboleta, diafragma) controladas por um CLP. Esta é a escolha preferida para sistemas industriais e farmacêuticos complexos devido ao melhor controle, registro de dados e recursos de integração.

• Controlador: Um controlador de sistema automático gerencia o tempo e a sequência dos ciclos de serviço e regeneração com base em tempo, volume de água produzida ou feedback da qualidade da água.

3. Tabela Resumo: Principais Fatores de Seleção

Conclusão:

A seleção de vasos de pré-tratamento é um equilíbrio entre dever químico (o que precisa ser removido), requisitos hidráulicos (vazão e pressão) e necessidades operacionais (manual vs. automatizado). Para sistemas farmacêuticos, garantir que os vasos sejam construídos com materiais certificados, tenham a documentação adequada e façam parte de um sistema validado é fundamental. O objetivo é criar um estágio de pré-tratamento confiável e sustentável que forneça uma água de alimentação consistente e de alta qualidade para as unidades de purificação primárias.