Ultrafiltração e Osmose Reversa: Entenda as Diferenças e Vantagens

Se você está buscando um sistema de tratamento de água ou apenas tem interesse pelo assunto, provavelmente já ouviu falar sobre ultrafiltração e osmose reversa.

Essas duas técnicas são amplamente utilizadas na remoção de contaminantes da água, seja para torná-la potável ou para a utilização em processos industriais.

E embora ambas sejam processos que fazem uso de membranas semipermeáveis, existem diferenças significativas entre elas.

Para explicar em detalhes as principais diferenças entre osmose reversa e ultrafiltração, a equipe de especialistas da Rota Ambiental preparou um guia com tudo que você precisa saber. Aproveite a leitura!

Entenda o que é ultrafiltração e osmose reversa

A ultrafiltração é uma técnica que utiliza membranas com poros muito pequenos para remover partículas suspensas e sólidos da água.

Essas membranas são capazes de reter partículas com tamanhos de até 0,01 micrômetros, o que significa que elas podem remover bactérias, vírus, protozoários e outras impurezas da água.

O processo de ultrafiltração é frequentemente utilizado em sistemas de tratamento de água para produzir água potável, bem como em processos industriais para remover partículas de produtos químicos e outros materiais.

Já a osmose reversa é uma técnica que utiliza membranas semipermeáveis para remover contaminantes dissolvidos da água, tais como sais e metais pesados.

Nesse contexto, a osmose reversa tem a capacidade de produzir água com uma qualidade excepcionalmente alta, tornando-a ideal para uso em processos industriais que exigem água de alta pureza.

Embora a osmose reversa seja frequentemente usada em conjunto com a ultrafiltração em sistemas de tratamento de água, são processos distintos e cada um tem suas próprias aplicações.

Princípios básicos

A ultrafiltração (UF) e a osmose reversa (OR) são processos de separação de substâncias em soluções líquidas, que utilizam membranas semipermeáveis para separar moléculas e partículas de diferentes tamanhos.

A principal diferença entre os dois processos é a pressão osmótica aplicada sobre a solução.

Ultrafiltração

Na ultrafiltração, particularmente com o uso do filtro OR, a pressão transmembrana é menor que a pressão osmótica da solução, o que permite a passagem de moléculas e partículas menores que o cut-off da membrana, enquanto retém as maiores.

Logo, é utilizada para separar partículas e moléculas de alta massa molecular, como proteínas, açúcares e microrganismos, em soluções líquidas.

Osmose reversa

Por sua vez, a osmose reversa é utilizada para separar partículas e moléculas de baixa massa molecular, como íons, sais e pequenas moléculas orgânicas, em soluções líquidas.

As membranas de ultrafiltração e de osmose reversa são similares, porém, a membrana de osmose reversa é mais fina e sensível, possibilitando uma separação mais fina de substâncias em soluções líquidas.

Além disso, a osmose reversa é frequentemente empregada após as membranas de ultrafiltração e nanofiltração, com o objetivo de eliminar todas as impurezas e obter uma água de qualidade superior, sendo amplamente utilizada em processos de tratamento de água.

Aplicações e tecnologias de membranas

A ultrafiltração e a osmose reversa são tecnologias de membranas amplamente utilizadas em diversos setores e aplicações.

As membranas cerâmicas e de fibra ocas são exemplos de tecnologias utilizadas na ultrafiltração. Já as membranas espirais são mais comuns na osmose reversa.

A tecnologia MBR (Membrane Bio Reactor) é uma combinação de processos biológicos e alta tecnologia, que utiliza membranas de ultrafiltração para tratar águas residuais, fazendo parte de estações de tratamento de água e efluentes industriais.

Pré-tratamento e processos de filtração

Antes de realizar a osmose reversa ou a ultrafiltração, é necessário um pré-tratamento para remover sólidos suspensos, coloides e vírus presentes na água, o qual pode incluir filtração intermediária, microfiltração (MF) ou nanofiltração (NF).

A microfiltração (MF) é um processo de separação física por membranas que retém partículas finas e patógenos, além de reduzir a turbidez, usada como pré-tratamento para a osmose reversa e a ultrafiltração.

Já o princípio da nanofiltração (NF) é exatamente o mesmo da MF, sendo utilizada como pré-tratamento para a osmose reversa.

Por fim, a ultrafiltração (UF), é uma barreira física que tem por objetivo remover os sólidos suspensos, coloides e vírus presentes na água.

Reúso de água e tratamento de efluentes

Quando se trata de reúso de água e tratamento de efluentes, a ultrafiltração e a osmose reversa são utilizadas para remover contaminantes e impurezas da água, seja em plantas municipais de tratamento de água e efluentes, bem como em processos industriais que requerem água de alta qualidade.

Uma vez que ambos processos removem contaminantes da água, quando usaos em conjunto, é possível obter água de alta qualidade para reúso.

A água tratada pode ser então direcionada para irrigação, processo industrial e até mesmo para consumo humano, dependendo dos parâmetros de descarga e DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) estabelecidos pelos órgãos reguladores.

Porém, a osmose reversa consome mais energia do que a ultrafiltração, o que pode aumentar os custos operacionais.

Tipos de membranas e materiais

Existem vários tipos de membranas de filtração disponíveis no mercado para uso em ultrafiltração e osmose reversa, feitas de diferentes materiais, como:

• Polímero de fluorcarbono (PVDF): material altamente resistente à corrosão a altas temperaturas, usado em ambientes químicos agressivos, podendo suportar pressões elevadas.
• Poliéster sulfonado (PES): caracterizado pela alta resistência a solventes orgânicos, logo, também podem ser usado em condições químicas agressivas.

Essas membranas oferecem igualmente alta resistência mecânica, portanto, bastante eficazes na remoção de partículas.

Tipos

1. Cerâmica: membranas usadas em ambientes de alta temperatura e pressão, e como são confeccionadas com materiais cerâmicos altamente porosos, são extremamente eficazes na remoção de partículas e sólidos suspensos.
2. Mersas: feitas a partir de uma mistura de polímeros e cerâmica, eficientes na remoção de partículas e sólidos suspensos, com uma alta resistência a altas temperaturas e pressões.
3. Pressurizadas: usadas em ambientes de alta pressão, também altamente eficazes na remoção de partículas e sólidos suspensos e podem suportar altas pressões sem se romper.

Aspectos econômicos e de construção

Ao escolher entre os processos de ultrafiltração e osmose reversa, é importante considerar os aspectos econômicos e de construção envolvidos em cada um deles:

• A ultrafiltração tende a ser mais vantajosa do que a osmose reversa, tendo em vista que é um processo mais compacto, que requer menos espaço físico para ser instalado. Quando utilizada em conjunto com outros processos de clarificação/filtração convencionais, pode reduzir ainda mais os custos de construção.
• A osmose reversa é mais eficiente na remoção de sais e outros contaminantes da água, o que a torna uma opção mais adequada para a dessalinização da água do mar e de outras fontes salobras.

Embora a osmose reversa seja um processo mais caro em termos de construção, os benefícios em termos de qualidade da água tratada podem justificar o investimento.

Outro fator a ser considerado é a manutenção dos equipamentos. Tanto a ultrafiltração quanto a osmose reversa requerem manutenção regular para garantir o desempenho adequado.

Contudo, a osmose reversa pode ser mais sensível a danos causados por partículas sólidas e outros contaminantes, o que pode aumentar os custos de manutenção a longo prazo.

Conclusão

Embora existam diferenças entre a ultrafiltração e osmose reversa, quando usadas em conjunto permitem otimizar a remoção dos contaminantes da água, resultando em água de alta qualidade, seja para consumo humano ou aplicações industriais.

No entanto, mesmo sendo processos que podem ser utilizados no tratamento de água, é importante destacar que possuem finalidades específicas.

Isso mostra a importância de contar com o suporte de profissionais especializados para obter as orientações necessárias quanto à ultrafiltração e osmose reversa.

Se você ainda tem dúvidas sobre qual é a melhor solução, converse com os especialistas da Rota Ambiental e assim tomar a decisão mais acertada.