Amaciador, areia e carvão: guia de pré-tratamento

Um filtro de areia ou multicamadas é um vaso de pressão preenchido com areia de quartzo graduada, antracito ou ambos. A água passa pelo leito de cima para baixo a 10–15 m/h, e partículas de até cerca de 100 µm são retidas. Para água de alimentação de até 100 NTU, a saída é tipicamente ≤5 NTU. A série de filtros de areia cobre 0.5–50 m³/h com motores de 0.37 a 7.5 kW, e cada vaso é dimensionado pela área do leito, não por um número de modelo nominal.

O filtro fica primeiro porque tudo o que está a jusante prefere água clara. A turbidez cega o carvão, reveste a resina e incrusta as membranas. Um filtro de areia não remove sais dissolvidos, dureza, nitrato ou cor; é apenas uma barreira física. Quando a fonte está acima de cerca de 50 NTU, os ciclos encurtam e o consumo de água de retrolavagem sobe rapidamente, então a coagulação ou a sedimentação deve vir antes do filtro, e não um vaso maior depois dele.

A dureza corresponde a cálcio e magnésio, medidos em mg/L de carbonato de cálcio. Abaixo de 60 ppm, a incrustação se forma lentamente e um amaciador raramente é econômico. Entre 60 e 120 ppm, a decisão depende da temperatura e do equipamento: uma máquina de café, uma caldeira a vapor ou um reservatório de água quente ainda podem precisar de proteção, enquanto uma linha de água fria pode não precisar. Acima de 120 ppm, o amaciamento geralmente é justificado; acima de 180 ppm, normalmente é necessário para aquecedores, caldeiras e alimentação da RO.

As unidades comuns são fáceis de confundir. Um grão por galão equivale a 17.1 mg/L como CaCO₃, um grau alemão equivale a 17.8 mg/L e um grau francês equivale a 10 mg/L. Um relatório em gpg, portanto, precisa de conversão antes de ser comparado com uma tabela de seleção. A dureza não é um parâmetro de saúde, mas é um parâmetro de custo: encurta a vida do trocador de calor e aumenta o consumo de detergente em lavanderias.

A série CK-SF cobre 0.5–15 m³/h em oito tamanhos de catálogo. Os vasos de resina vão de 844 a 3672, as cargas de resina de 30 a 650 kg e os tanques de salmoura de 25 a 800 L. A dureza na saída permanece abaixo de cerca de 1 ppm como CaCO₃ até a resina se aproximar da exaustão. Válvulas automáticas medem o volume tratado e iniciam a regeneração, que normalmente leva 60–90 minutos.

O sal é o principal consumível. Um ajuste prático é 80–160 g de sal por litro de resina por regeneração, com salmoura a 8–12%. O mínimo teórico é cerca de 1.2 kg de cloreto de sódio por quilograma de dureza removida; as plantas reais usam aproximadamente o dobro disso, porque a regeneração não é perfeitamente eficiente. Unidades de dois tanques alternam para que a água amaciada continue fluindo enquanto um vaso regenera.

O carvão ativado remove cloro livre, cloramina, gosto, odor e matéria orgânica dissolvida por adsorção. Em uma linha de pré-tratamento, sua função mais importante é a descloração: o cloro livre acima de 0.1 ppm oxida membranas de osmose reversa de poliamida, e o dano é irreversível. Ele também protege a resina catiônica, que o cloro degrada com o tempo, e reduz a carga orgânica que de outra forma incrustaria a membrana.

O projeto é definido pelo tempo de contato em leito vazio, não apenas pelo volume do vaso. A descloração normalmente exige 10–15 minutos de EBCT; cloramina, gosto e odor exigem 15–20 minutos. Os carvões para tratamento de água geralmente têm índice de iodo de 700–1100 mg/g e área superficial de 500–1500 m²/g, mas o índice de iodo descreve o volume de microporos e não garante a remoção de um contaminante específico.

O carvão também é o estágio mais frequentemente deixado sem monitoramento. A passagem de cloro pode atingir uma membrana em poucos dias após a exaustão da resina, então um ponto de amostragem e um analisador de cloro ou ORP na saída do carvão não são opcionais em uma alimentação de RO. Substitua o carvão na quebra, não apenas por data de calendário.

Especifique pontos de amostragem antes e depois de cada estágio, manômetros em cada leito e um dreno dimensionado para a retrolavagem. O filtro de areia e o filtro de carvão precisam de vazão de retrolavagem várias vezes maior que a vazão de serviço, então o suprimento de água bruta e o dreno devem ser verificados nesse pico, e não na vazão de produto. Uma linha que não consegue se retrolavar manterá a qualidade da água apenas até o primeiro leito sujo.

Comece pela análise de laboratório e pela vazão horária de pico, não pelo volume diário. Dimensione o filtro de areia para velocidade de leito de 10–15 m/h, o filtro de carvão para 5–15 m/h com 10–15 minutos de EBCT, e o amaciador a partir da vazão de pico, da dureza de entrada e das horas disponíveis entre regenerações. Depois verifique se o pico de retrolavagem pode ser fornecido sem prejudicar o processo. Para um filtro de areia de 10 m³/h, a retrolavagem pode exigir 35–45 m³/h por 5–10 minutos.

Uma linha dimensionada apenas pela vazão média passará na qualidade da água no papel e falhará no verão. A demanda de pico, a demanda de retrolavagem e a parada para regeneração são os três números que decidem se a planta continua operando. Registre-os na folha de projeto junto com a turbidez, a dureza e o cloro máximos na entrada, para que uma alteração posterior de capacidade possa ser verificada em relação às premissas originais.

Semanalmente, registre a pressão diferencial dos leitos de areia e carvão, a dureza na saída e o cloro na saída do carvão. Mensalmente, verifique a vazão e a duração da retrolavagem e procure meio filtrante no visor. Anualmente, inspecione a profundidade do meio, limpe o tanque de salmoura e calibre os instrumentos. Substitua a areia a cada 3–5 anos, o carvão na quebra e não apenas pela idade, e a resina quando a capacidade permanecer baixa após verificar os ajustes de regeneração e a dose de sal.