Osmose Reversa X Troca Iônica

14.497 visualizações

Publicada em

Pesquisador compara dois métodos de dessalinização da água para chegar ao mecanismo mais econômico e sustentável.

Publicada em: Negócios, Tecnologia
0 comentários
5 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
14.497
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
84
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
527
Comentários
0
Gostaram
5
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Osmose Reversa X Troca Iônica

  1. 1. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br MITOS OU VERDADES ASPECTOS GERAIS • TROCA IÔNICA É MAIS BARATO? • TROCA IÔNICA GERA MAIS RESÍDUOS? • OSMOSE É MAIS DIFÍCIL DE OPERAR? • QUAL ATENDE A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL? • OSMOSE É DEPENDENTE DO EXTERIOR? OSMOSE REVERSA OU TROCA IÔNICA
  2. 2. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br DESMINERALIZAÇÃO DE ÁGUA ASPECTOS GERAIS • CALDEIRAS PARA GERAÇÃO DE VAPOR – PROCESSOS QUÍMICOS – GERAÇÃO DE ENERGIA • ÁGUA PURA E ULTRAPURA – INJETÁVEIS – SEMICONDUTORES – REAGENTES • ABASTECIMENTO PÚBLICO – ÁGUA DO MAR – ÁGUAS SALOBRAS – CONTAMINAÇÃO POR IONS (FLUOR, NITRATO, METAIS…) PRINCIPAIS APLICAÇÕES
  3. 3. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br TECNOLOGIA TROCA IÔNICA • RESINAS
  4. 4. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br TECNOLOGIA OSMOSE REVERSA • MEMBRANAS
  5. 5. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.brperenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS DAS TECNOLOGIAS OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA Água Clarificada Água Pura Água + Sais Regenerante + Sais Acumulados Água Pura Ácido Forte Base Forte Resina Catiônica Resina Aniônica Operação Regeneração diária Membrana Cartucho Bomba Alta
  6. 6. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.brperenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS DAS TECNOLOGIAS OSMOSE REVERSA • PROCESSO CONTÍNUO • PRODUZ CONCENTRADO • BARREIRA FÍSICA • RETÉM SÓLIDOS SUSPENSOS • SENSÍVEL AO CLORO • SEM LIMITE PARA O TDS • PROBLEMAS COM “FOULING” TROCA IÔNICA • PROCESSO EM BATELADA • NECESSITA DE REGENERANTE • RETÉM APENAS PARTÍCULAS C/ CARGA • NÃO RETÉM SÓLIDOS SUSPENSOS • SENSÍVEL AO CLORO • TDS NA ALIMENTAÇÃO É LIMITADO • QUEBRA DE RESINAS
  7. 7. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br CONDIÇÕES DO ESTUDO - REQUISITOS ASPECTOS GERAIS • ÁGUA DE RIO • VAZÃO DO RIO: 10.000 m³/h • TDS: 100 mg/L • TEMPERATURA: 25°C • SDI: < 5 • TURBIDEZ: < 0,5 NTU • CLORO LIVRE: 0 mg/L • ÓLEOS E GRAXAS: < 0,1 mg/L • pH: 7 • FERRO INSOLÚVEL: < 0,1 mg/L • ALUMÍNIO: < 0,05 mg/L • MANGANÊS: < 0,05 mg/L CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO
  8. 8. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br CONDIÇÕES DO ESTUDO - PROJETO OSMOSE REVERSA 75m³/h • RECUPERAÇÃO: 75% • PRESSÃO DE ALIMENTAÇÃO: 8,05 bar • ARRANJO 11-6 • 17 VASOS NO TOTAL • 6 MEMBRANAS POR VASO • 102 MEMBRANAS NO TOTAL • 125 FILTROS DE CARTUCHO TROCA IÔNICA 75m³/h • VAZÃO DE PRODUÇÃO: 75 m³/h • ARRANJO COMPOSTO POR 1 VASO CATIÔNICO E 1 VASO ANIÔNICO, SEM TORRE DESCARBONATADORA • REGENERAÇÃO CATIÔNICA FEITA COM HCl (100g/L) • REGENERAÇÃO ANIÔNICA FEITA COM NaOH (100g/L) • PERDA ANUAL DE RESINAS: 5%
  9. 9. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS DIMENSIONAIS ÁREA 64 m² ÁREA 110 m² OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA
  10. 10. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS OPERACIONAIS OSMOSE REVERSA • SUBSTITUIÇÃO TOTAL DE MEMBRANAS ENTRE 3 E 5 ANOS • TROCA MENSAL DE FILTROS DE CARTUCHO • CAMPANHA: PROCESSO CONTÍNUO • LIMPEZA QUÍMICA: 1 POR MÊS, COM DURAÇÃO DE 4h • PODE HAVER VAZAMENTO NOS INTERCONECTORES • VARIÁVEIS A SEREM MONITORADAS: VAZÃO, PRESSÃO, CONDUTIVIDADE TROCA IÔNICA • SUBSTITUIÇÃO TOTAL DAS RESINAS ENTRE 3 E 5 ANOS • REPOSIÇÃO PARCIAL DE RESINAS ANUAL • CAMPANHA: 24h • REGENERAÇÃO: 1 POR DIA, COM DURAÇÃO DE 2h • PODE HAVER PERDA DE RESINAS • VAZÃO, PRESSÃO E CONDUTIVIDADE DA ÁGUA BRUTA E DA ÁGUA DESMI
  11. 11. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br Período de análise: 5 anos Desembolso Unidade Intervalo de desembolso (meses) Quantidade Unitário Total Quantidade Unitário Total Implantação (equipamentos) - 0 1 - R$ 1.500.000,00 1 - R$ 1.000.000,00 Energia Elétrica kWh 1 32.102,62 R$ 0,17 R$ 321.668,21 6.145,44 R$ 0,17 R$ 61.577,33 Antiincrustante kg 1 100 R$ 20,00 R$ 120.000,00 0 R$ 20,00 R$ 0,00 Membranas p/ reposição Un 36 102 R$ 2.000,00 R$ 204.000,00 0 R$ 2.000,00 R$ 0,00 Resina Catiônica L 36 0 R$ 7,00 R$ 0,00 2.554,05 R$ 7,00 R$ 17.878,35 Resina Aniônica L 36 0 R$ 14,00 R$ 0,00 3.911,96 R$ 14,00 R$ 54.767,38 Resina Catiônica (reposição) L 12 0 R$ 7,00 R$ 0,00 127,70 R$ 7,00 R$ 4.469,59 Resina Aniônica (reposição) L 12 0 R$ 14,00 R$ 0,00 195,60 R$ 14,00 R$ 13.691,84 Operadores HH 1 960 R$ 7,50 R$ 432.000,00 960 R$ 7,50 R$ 432.000,00 NaOH (50%) regeneração/LQ kg 1 153,60 R$ 1,87 R$ 17.233,92 23.471,73 R$ 1,87 R$ 2.633.528,39 NaOH correção de pH kg 1 360,00 R$ 1,87 R$ 40.392,00 0 R$ 1,87 R$ 0,00 HCl (30%) regeneração/LQ kg 1 233,34 R$ 0,68 R$ 9.450,43 25.540,49 R$ 0,68 R$ 1.034.390,03 HCl correção de pH kg 1 0 R$ 0,68 R$ 0,00 0 R$ 0,68 R$ 0,00 Bissulfito de Sódio kg 1 216,00 R$ 3,00 R$ 38.880,00 148,50 R$ 3,00 R$ 26.730,00 Filtros de Cartucho Un 1 125 R$ 12,00 R$ 90.000,00 0 R$ 12,00 R$ 0,00 Vazão de produção 75 m³/h Custo Total R$ 2.773.624,56 Custo Total R$ 5.279.032,91 Volume total produzido 3.285.000 m³ Custo por m³ R$ 0,84/m³ Custo por m³ R$ 1,61/m³ Osmose Reversa Troca Ionica ASPECTOS FINANCEIROS ANÁLISE DE CUSTOS DAS TECNOLOGIAS [1],[2] * * *TDSalimentação: 100ppm
  12. 12. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS – REPOSIÇÃO OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA SUBSTITUIÇÃO DE MEMBRANAS R$ 204.000,00 / reposição integral SUBSTITUIÇÃO DAS RESINAS R$ 72.645,72 / reposição integral + R$ 18.161,43 (5% AA) R$ 90.807,15
  13. 13. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS – 5 ANOS OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA CUSTO TOTAL (IMPLANTAÇÃO + OPERAÇÃO) 5 ANOS CUSTO TOTAL IMPLANTAÇÃO R$ 1.500.000,00 OPERAÇÃO R$ 1.273.624,56 R$ 2.773.624,56 CUSTO/M³ DE ÁGUA IMPLANTAÇÃO 0,45 R$/m³ OPERAÇÃO 0,39 R$/m³ 0,84 R$/m³ CUSTO TOTAL IMPLANTAÇÃO R$ 1.000.000,00 OPERAÇÃO R$ 4.279.032,91 R$ 5.279.032,91 CUSTO/M³ DE ÁGUA IMPLANTAÇÃO 0,31 R$/m³ OPERAÇÃO 1,30 R$/m³ 1,61 R$/m³
  14. 14. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS – 20 ANOS OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA CUSTO TOTAL (OPERAÇÃO) 20 ANOS CUSTO TOTAL OPERAÇÃO R$ 5.638.498,24 CUSTO/M³ DE ÁGUA OPERAÇÃO 0,43 R$/m³ CUSTO TOTAL OPERAÇÃO R$ 17.309.853,57 CUSTO/M³ DE ÁGUA OPERAÇÃO 1,32 R$/m³
  15. 15. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br R$ 0,00 R$ 1.000.000,00 R$ 2.000.000,00 R$ 3.000.000,00 R$ 4.000.000,00 R$ 5.000.000,00 R$ 6.000.000,00 0 12 24 36 48 60 OR TI ASPECTOS FINANCEIROS – EVOLUÇÃO DE CUSTOS EVOLUÇÃO DOS CUSTOS OPERACIONAIS CUSTO TOTAL (IMPLANTAÇÃO + OPERAÇÃO) 5 ANOS Reposição total de membranas / resinas 10 meses – Equivalência de custos
  16. 16. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br R$ 0,00 R$ 1.000.000,00 R$ 2.000.000,00 R$ 3.000.000,00 R$ 4.000.000,00 R$ 5.000.000,00 0 12 24 36 48 60 OR TI ASPECTOS FINANCEIROS – REDUÇÃO DO PREÇO NaOH EVOLUÇÃO DOS CUSTOS OPERACIONAIS CUSTO TOTAL (IMPLANTAÇÃO + OPERAÇÃO) 5 ANOS Custo reduzido do NaOH a 1,32 R$/kg, base internacional Reposição total de membranas / resinas 13 meses – Equivalência de custos
  17. 17. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br R$ 0,00 R$ 1.000.000,00 R$ 2.000.000,00 R$ 3.000.000,00 R$ 4.000.000,00 R$ 5.000.000,00 R$ 6.000.000,00 0 12 24 36 48 60 OR TI ASPECTOS FINANCEIROS –MEMBRANAS EVOLUÇÃO DOS CUSTOS OPERACIONAIS CUSTO TOTAL (IMPLANTAÇÃO + OPERAÇÃO) 5 ANOS C/ REPOSIÇÃO ANUAL DE MEMBRANAS Reposição total de resinas 12 meses – Equivalência de custos
  18. 18. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS - TCO OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA PERÍODO DE 5 ANOS Reposição de Filtros de Cartucho 2,88% Implantação 46% Reposição de Membranas 7,35% Produtos Químicos 7,22% Energia 11,60% Mão de Obra 15,58% Reposição de Resinas (perdas) 0,91% Energia 1,17% Produtos Químicos 65,33% Reposição de Resinas 3,67% Implantação 18,94% Mão de Obra 8,18%
  19. 19. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS - OPEX OSMOSE REVERSA TROCA IÔNICA Energia 25% Reposição de Membranas 16% Produtos Químicos 17% Mão de Obra 34% Reposição de Filtros de Cartucho 7% Reposição de Resinas (perdas) 1% Energia 1% Mão de Obra 10% Reposição de Resinas 2% Produtos Químicos 87%
  20. 20. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS OSMOSE REVERSA x TROCA IÔNICA R$ 0 R$ 1.000.000 R$ 2.000.000 R$ 3.000.000 R$ 4.000.000 R$ 5.000.000 R$ 6.000.000 Implantação Mão de Obra Energia Produtos Químicos Membranas / Resinas Filtros de Cartucho / Resinas (Perdas) Custo total ValorPresente(R$) Osmose Reversa Troca Iônica
  21. 21. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS AMBIENTAIS OSMOSE REVERSA • MAIS EFLUENTES • POLUENTES MENOS CONCENTRADOS • CONSUMO MENOR DE QUIMICOS • 1 LIMPEZA/MÊS TROCA IÔNICA • MENOS EFLUENTES • MAIOR TEOR DE SAIS POR m³ • MAIOR TEOR DE QUIMICOS POR m³ • REGENERAÇÃO, DESPEJO DIÁRIO Período 24 h 24 h TDS na alimentação 100,00 mg/L 100,00 mg/L TDS no efluente* 483,84 mg/L 12.874,03 mg/L Volume de efluente 792,00 m³ 63,93 m³ Massa de sais no efluente 383,20 kg 823,00 kg Geração de sal 0,21 kg/m³ de produto 0,46 kg/m³ de produto Geração de efluente 0,44 m³/m³ de produto 0,04 m³/m³ de produto Troca Iônica (TI)Osmose Reversa (OR) *OR: com Limpeza Química; TI: Regeneração
  22. 22. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS AMBIENTAIS OSMOSE REVERSA x TROCA IÔNICA • Qualidade do efluente final, antes do descarte no corpo d’água. Parâmetro Água Bruta CONAMA 357 Efluente OR Efluente TI Unidade pH 7 5 a 9 8 7 - Temperatura 25 40 25 25 °C Boro 0,05 5 0,06 1,30 mg/L Ferro 0,13 15 0,52 3,38 mg/L Fluor 0 10 0 0 mg/L Amônia 0 20 0 0 mg/L Sólidos Dissolvidos 100 - 400 12.874,03 mg/L Sulfato 27,47 - 109,88 714,84 mg/L Cloreto 30 - 120 4.666,77 mg/L Ambos atendem
  23. 23. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS AMBIENTAIS OSMOSE REVERSA x TROCA IÔNICA • Qualidade do efluente final, após o descarte no corpo d’água. Parâmetro Água Bruta CONAMA 357 Efluente OR Efluente TI Unidade pH 7 - 7 7 - Temperatura 25 - 25 25 °C Boro 0,05 - 0,05 0,05 mg/L Ferro 0,13 - 0,13 0,13 mg/L Fluor 0 - 0 0 mg/L Amônia 0 - 0 0 mg/L Sólidos Dissolvidos 100 500* 100,75 113,40 mg/L Sulfato 27,47 250* 27,68 28,19 mg/L Cloreto 30 250* 30,22 34,86 mg/L * Valor após a mistura no corpo d'água. Vazão do corpo d'água: 10.000 m³/h Ambos atendem
  24. 24. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS AMBIENTAIS DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS • ESTIMATIVA ELABORADA COM BASE EM VIDA ÚTIL DE 3 ANOS Membranas Filtros de Cartucho Resina Catiônica Resina Aniônica Volume (L) - - 2.554,05 3.911,96 Massa (kg) 1.836,00 2.250,00 2.145,40 2.621,01 Total (kg) Composição Poliamida, Polisulfona e Poliester Polipropileno Estabilidade Periculosidade Embalagem 4.766,41 Não requer Troca Ionica Estireno Inerte Não perigoso Recipiente fechado Osmose Reversa Inerte Não perigoso 4.086,00
  25. 25. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS DE SEGURANÇA OSMOSE REVERSA • PRESSÕES ALTAS (15 bar) • LIMPEZA QUIMICA 1 VEZ POR MÊS COM PRODUTOS EM BAIXAS CONCENTRAÇÕES (< 0,1%) (NaOH 50%: 153,6 kg/limpeza; HCl 30%: 233,34 kg/limpeza) • NaOH 50% PARA A CORREÇÃO DE pH (360 kg/mês) TROCA IÔNICA • BAIXA PRESSÕES (2 bar) • REGENERAÇÃO DIÁRIA – MANIPULAÇÃO DE PRODUTOS PERIGOSOS • SODA CÁUSTICA (NaOH) NA REGENERAÇÃO (2.338kg/regeneração – NaOH 50%) • ÁCIDO (HCl ou H2SO4) NA REGENERAÇÃO (2.527kg/regeneração – HCl 30%)
  26. 26. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS OUTROS COMPARATIVOS Estudo realizado a 15 anos Osmose Reversa é mais econômica para salinidade superior a 100ppm CaCO3
  27. 27. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ASPECTOS FINANCEIROS OUTROS COMPARATIVOS Custos assumidos em 2005
  28. 28. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br ALTERNATIVAS DE USO: COMBINAÇÃO DE PROCESSOS OR TI ÁGUA BRUTA ÁGUA DESMI OR EDI LM OR OR LM TI OR OR: Osmose Reversa TI: Troca Iônica EDI: Eletrodeionização Menor impacto ambiental Melhor qualidade do permeado Melhor relação custo-benefício[4] Maior gasto operacional, menor investimento inicial Menor rejeição de sais, baixo volume de efluente Menor rejeição de sais, maior flexibilidade de alimentação ÁGUA DESMI Condutividade < 10 µS/cm Condutividade < 2 µS/cm
  29. 29. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS • [1] Software Grundfos WinCAPS 2008.01.28 SQFLEX. • [2] Software Projecão Perenne v06. • [3] Steven D. Coker, Scott S. Beardsley, Sharon S. Whipple, An Economic Comparison of Demineralization with Reverse Osmosis and Ion Exchange Technology, Power-Gen Americas ’94, Dow Liquid Separations, December 7-9 1994. • [4] Steven D. Coker, Scott S. Beardsley, Sharon S. Whipple, The Economics of Reverse Osmosis and Ion Exchange, Watertech Expo ’94, Dow Liquid Separations, November 9-11 1994. • [5] François de Dardel, Water demineralisation. Ion Exchange and Reverse Osmosis: Competitors or Associates?, IX News Special Issue, Rohm and Haas, July 2005.
  30. 30. www.perenne.com.br perenne@perenne.com.br - www.perenne.com.brperenne@perenne.com.br - www.perenne.com.br OBRIGADO JOSÉ ROBERTO RAMOS jose.ramos@perenne.com.br Tel: +55 11 3546-1800

×