O uso do processo de dessalinização osmose inversa aumentou significativamente nos últimos anos e compreende cerca de 80% do total de plantas de dessalinização em todo o mundo. O processo de osmose inversa foi considerado a tecnologia mais promissora para água do mar e dessalinização de correntes salobras [9]. O domínio do processo de osmose inversa leva a que 44% da produção total de água doce mundial seja por este processo. As outras tecnologias como flash multi-estágio (MSF), eletrodiálise (ED), compressão a vácuo (VC), destilação de efeito múltiplo (MED) e outros processos de destilação têm capacidades de 40%, 6%, 5%, 3% e 2% respectivamente.
(...) O processo de osmose inversa tem vários méritos, incluindo sua confiabilidade e maturidade, baixo custo de investimento em baixas capacidades, aliado a baixo custo de manutenção. Além disso, os módulos de membrana osmose inversa deteriorados e envelhecidos ou excessivamente sujos podem ser facilmente substituídos, ao que acresce a flexibilidade de se adicionar novos módulos para adequar o sistema a qualquer quantidade e qualidade de água necessária, e com curtos períodos de implementação [11]. Além disso, os processos de osmose inversa operam a temperatura ambiente, ao contrário dos processos de dessalinização térmica [4].
(...) A grande desvantagem do processo de osmose inversa é ao nível da recuperação de água. Por exemplo, a água do mar pode ser dessalinizada como água doce com recuperações de cerca de 35% -40%, em comparação com 90% da recuperação de água para água salobra [13,14]. A baixa recuperação de água do processo de osmose inversa é atribuída à propensão deste tecnologia para sofrer de incrustações (fouling). É bem sabido que a incrustação da membrana do processo de osmose inversa está especificamente relacionada ao tipo de água de alimentação e requer monitoramento e controle cuidadosos das condições de operação.
O maior consumo de energia numa unidade de osmose inversa é a energia elétrica necessária para operar as bombas de alta pressão para pressurizar a alimentação de alta concentração. No entanto, o consumo específico de energia do processo de osmose inversa é menor em comparação com outros processos de dessalinização térmica, como MSF ou MED. O processo de osmose inversa consome metade da energia necessária para o processo de dessalinização térmica [15].
Fonte: Alsarayreh AA, Al-Obaidi MA, Patel R, Mujtaba IM.
Water Desalination. Processes. 2020; 8(5):573
Mitigar ineficiências da osmose inversa introduzindo rotação:
Embora a osmose inversa seja uma tecnologia promissora para o tratamento de água e água resigual [1-5], a polarização da concentração e subsequente incrustação da membrana limitam seriamente a aplicação do sistema membranar [6].
Equipamento de osmose inversa rotativa
Osmose inversa rotativa consiste numa membrana cilíndrica girando dentro de um invólucro cilíndrico estacionário. O sistema tira vantagem das instabilidades de fluxo centrífugo [10-12] que resultam em vórtices de Taylor toroidal aparecendo no espaço entre os cilindros. Esses vórtices resultam num gradiente de velocidade acentuado no cilindro interno que causa uma acumulação mais lenta das incrustantes perto da superfície da membrana em comparação com o filtração de fluxo cruzado ou sem saída (dead-end) [12-15]. A osmose inversa rotativa tem melhor fluxo e rejeição do que o sistema não rotativo porque os vórtices no dispositivo reduzem a polarização da concentração.
(...) No dimensionamento e operação de um sistema de osmose inversa rotativa, há um grande número de variáveis que afetam o desempenho de filtração, incluindo pressão transmembranar, velocidade de rotação, taxa de fluxo de concentrado, permeabilidades de água e soluto através da membrana, dimensões físicas do dispositivo e as características da água de alimentação.
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Fonte: Sangho Lee; Richard M. Lueptow (2004). Rotating reverse osmosis for water recovery in space: influence of operational parameters on RO performance, Desalination 169 (2004) 109–120
