TDS, dureza e ferro: guia de qualidade da água

O comportamento é definido pelos íons que compõem o TDS, não pelo total. Sódio e cloreto são monovalentes, permanecem solúveis e elevam a condutividade sem incrustar. Cálcio e magnésio são divalentes, precipitam como carbonato acima de aproximadamente 60 °C e consomem sabão. O sulfato acrescenta uma via de incrustação como sulfato de cálcio acima de cerca de 1,800 mg/L a 25 °C. A sílica polimeriza acima de 100–150 mg/L e é difícil de remover depois de aderida à membrana.

A temperatura e o pH decidem o resultado. Uma água com 500 mg/L de TDS na forma de bicarbonato de cálcio pode ser estável a 20 °C e depositar incrustação a 70 °C, porque a solubilidade do carbonato de cálcio diminui com o aumento da temperatura. A mesma concentração na forma de cloreto de sódio permanece límpida em qualquer temperatura doméstica. Por isso, a decisão sobre o amaciador exige dureza, alcalinidade e pH, e não apenas um medidor de TDS.

O amaciamento se justifica pela combinação de dureza, temperatura e equipamentos a jusante. Abaixo de 60 mg/L como CaCO₃, a maioria dos sistemas comerciais opera sem incrustação. Entre 60 e 120 mg/L, a incrustação se forma lentamente acima de 60 °C, e a decisão depende do aquecedor, do gerador de vapor e da meta de taxa de recuperação da osmose reversa. Acima de 120 mg/L, o amaciamento é o padrão para qualquer sistema que aqueça água ou opere osmose reversa acima de 65% de recuperação.

Ferro acima de 0.3 mg/L mancha louças sanitárias e roupas, e manganês acima de 0.05 mg/L deixa depósitos negros. Ambos são limites estéticos adotados pela Organização Mundial da Saúde (OMS) e também são o ponto em que uma membrana de osmose reversa começa a incrustar, porque o óxido de ferro obstrui o espaçador de alimentação e não é removido pela limpeza normal. O ferro ferroso dissolvido passa por um filtro de 0.45 µm e parece límpido; o ferro férrico oxidado é retido no filtro e parece alaranjado.

Uma análise de laboratório custa muito menos do que um skid errado. Colete a amostra após o tanque de pressão e antes de qualquer tratamento, e registre se as amostras de ferro e manganês foram filtradas em campo, porque resultados filtrados e não filtrados descrevem frações diferentes do mesmo metal. Um único resultado não basta para um poço: analise novamente após chuvas intensas e no fim da estação seca.

A ordem é definida pelo que cada etapa pode tolerar. A oxidação e a filtração vêm primeiro, porque ferro e manganês incrustam todas as superfícies a jusante, incluindo a resina do amaciador e as membranas de osmose reversa. O amaciamento vem em seguida, porque protege os aquecedores e permite maior recuperação da osmose reversa. A osmose reversa vem depois, e o carvão ativado e o UV fazem o polimento do permeado.

A osmose reversa se justifica quando o TDS afeta o sabor, um limite de processo ou um limite regulatório, e não apenas quando a leitura é alta. Para água potável, muitas pessoas percebem um toque mineral ou salgado acima de 600 mg/L e rejeitam a água acima de 1,000 mg/L. Para água de processo, o limite vem do equipamento: água de reposição de caldeira, umidificadores, máquinas de gelo e formulações de bebidas definem cada um o seu próprio número.

Uma osmose reversa de estágio único remove 95–99% dos sais dissolvidos e, a partir de uma alimentação de 300 µS/cm a 25 °C, fornece permeado a 10 µS/cm ou menos. Abaixo de 600 mg/L, a filtração em carvão ativado e o UV geralmente resolvem problemas de sabor e segurança com menor custo e sem corrente de concentrado. Entre 600 e 1,000 mg/L, misturar o permeado com água bruta costuma ser a forma mais econômica de atingir uma meta de sabor.

O descarte do concentrado faz parte da mesma decisão. Uma osmose reversa pequena a 50% de recuperação dobra a carga de sal enviada ao ralo, e onde o descarte é medido ou as regras de esgoto limitam o TDS, esse custo muda a comparação. Onde o edifício também precisa de água amaciada, um amaciador pode resolver o problema de incrustação com menor investimento e sem alterar o TDS. Os dois equipamentos não são intercambiáveis, e comprar um para resolver o problema do outro é como os projetos acabam com uma planta que atende à ficha técnica e não ao requisito.

Nenhum cartucho faz as três coisas. Um filtro de sedimentos retém partículas até a sua classe, normalmente 5–100 µm, e deixa passar sais dissolvidos, dureza e ferro dissolvido. Um amaciador remove dureza por troca iônica e deixa o TDS quase inalterado; o sódio sobe cerca de 46 mg/L para cada 100 mg/L de dureza removida. O carvão ativado remove cloro, sabor e parte dos compostos orgânicos, mas não sais nem dureza.

A osmose reversa retém os três grupos dissolvidos em 95–99%, mas exige que o ferro seja removido antes, porque o óxido de ferro incrusta a membrana e não é recuperado pela limpeza. A ordem prática é oxidação e filtração para o ferro, amaciamento para a dureza e, em seguida, osmose reversa para a salinidade, com carvão ativado e UV como etapas de polimento. Um fornecedor que propõe um único vaso para os três está descrevendo um cartucho, não uma linha de tratamento.