Avaliação da redução de sílica em pré-tratamento de águas para sistemas de pequeno porte por osmose inversa.

A sílica presente nas águas in natura representa um dos maiores problemas de incrustações nas superfícies das membranas, durante o processo de dessalinização via osmose inversa. É necessário um pré-tratamento eficaz uma vez que a incrustação de sílica limita a recuperação do processo de dessalinização, compromete a vida útil das membranas e é praticamente impossível de ser removida. Atualmente, não há registros na literatura de anti-incrustantes para a sílica que sejam realmente eficazes, devido à natureza mutável da sílica quando em solução. Visando contribuir na prevenção desse tipo de incrustação, foi estudado e avaliado um pré-tratamento químico à base de hidróxido de sódio e ácido clorídrico aplicado a sistemas de dessalinização de pequeno porte. O trabalho foi realizado em duas fases, bancada e piloto, tendo sido utilizadas soluções sintéticas e águas in natura provenientes das localidades de Uruçu, Marinho, Ingá e Galante, todas na Paraíba. Durante a fase de bancada, utilizaram-se soluções sintéticas de metassilicato de sódio nonohidratado, acrescida de sais de cálcio e magnésio, para uma melhor compreensão do processo, tendo sido avaliados vários parâmetros, como a concentração inicial de sílica, a dureza total, a relação entre as concentrações de cálcio e magnésio e o tempo de decantação do precipitado. As águas in natura também foram avaliadas em escala de bancada para otimização das melhores condições operacionais, as quais foram usadas na fase piloto. Nessa etapa os parâmetros analisados foram vazões de alimentação do sistema e de introdução do hidróxido de sódio e ácido clorídrico, bem como as concentrações das soluções dosadoras. O sistema de dessalinização piloto (SDP) foi projetado e confeccionado no âmbito do LABDES, possuindo todas as unidades comumente encontradas nos sistemas de dessalinização de pequeno porte. Os resultados obtidos permitem concluir que: i) a dureza total da água e a relação entre o cálcio e magnésio apresentaram-se como os parâmetros de maior influência no processo, ii) o teor de sílica removida aumenta com a concentração de hidróxido de sódio no meio, iii) as características físico-químicas da água de alimentação afetam muito o processo, tendo sido obtidas remoções de 88,7% para a água de Uruçu e 48,5% para Galante, para as mesmas condições operacionais, iv) o processo de remoção da sílica através do hidróxido de sódio mostrou-se efetivo para sistemas de pequeno porte.The presence of silica in natural waters constitutes one of the largest problems in terms of incrustation of the surfaces of membranes during the desalination process by reverse osmosis. There is a need for effective pretreatment since incrustation by silica limits the efficiency of the desalination process, compromises the effective life of the membranes and it is practically impossible to be removed. A survey of the literature reveals no really effective anti-incrustation reagent against silica due to its changeable nature in solution. In order to contributing to the prevention of this type of incrustation, a study and an evaluation were undertaken of chemical pretreatment based on sodium hydroxide and hydrochloric acid applied to a small desalination system. The work was performed in two phases, bench-scale and pilot-scale, using synthetic solutions and also natural waters from the localities of Uruçu, Marinho, Inga and Galante all in the State of Paraíba, Brazil. During the bench-scale, synthetic solutions were prepared of sodium metasilicate nono-hydrate, mixed with calcium and magnesium salts with a view to better understanding the silica incrustation processes. With this in mind, various parameters were evaluated such as the initial concentration of silica, total hardness, the relationship between the concentrations of calcium and magnesium and the settling time of the precipitate. Natural waters were also evaluated at bench-scale to optimize operational conditions to be subsequently used at a pilot-scale plant. During this phase the feed-water flow rate to the system and the dosing concentrations of sodium hydroxide and hydrochloric acid were analysed. The pilot-scale desalination system (SDP) was designed and constructed at LABDES, Federal University of Paraíba, Brazil which houses various small-scale desalination systems. From the results obtained the following conclusions could be made: i) The total hardness and relationship between calcium and magnesium had a major influence on the silica incrustation process. ii) The level of silica removal increased with the concentration of sodium hydroxide in the medium. iii) The physico-chemical characteristics of the feed water affected the process such that 88.7% silica removal was obtained with water from Uruçu and 48.5% with water from Galante for the same operational conditions. iv) The silica removal process with sodium hydroxide was shown to be effective for small desalination systems