Os métodos de arranjo de membranas podem ser categorizados da seguinte forma:
Estágio:Refere-se ao número de vezes que a água de alimentação permeia através do elemento de membrana de osmose reversa. Uma osmose reversa de um único estágio pode atingir uma taxa de dessalinização de 98–99%, enquanto a osmose reversa de múltiplos estágios pode atingir mais de 99,5% de dessalinização.
Seção:Refere-se ao número de vezes que a água concentrada flui através de diferentes vasos de pressão.
Dependendo dos requisitos, múltiplos módulos de membrana podem ser dispostos em configurações de um estágio, dois estágios ou múltiplos estágios. Dentro de cada estágio, os módulos de membrana podem ser dispostos em configurações de uma seção, duas seções ou múltiplas seções. Um único estágio refere-se à água de alimentação passando por separação por osmose reversa pressurizada uma vez, enquanto um segundo estágio se refere a ela passando por separação por osmose reversa pressurizada duas vezes, e assim por diante. Dentro do mesmo estágio, um grupo de módulos de membrana idênticos é considerado uma seção.
Os arranjos e combinações básicos de membranas de osmose reversa podem ser divididos em seis tipos principais:
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Tipo Contínuo de Estágio Único e Seção Única
A água passa pela membrana, e tanto o permeado quanto o concentrado são continuamente descarregados do sistema. Esta configuração tem uma taxa de recuperação de água relativamente baixa. -
Tipo Cíclico de Estágio Único e Seção Única
Uma porção do concentrado é retornada ao tanque de alimentação para misturar com água bruta e passar novamente pelas membranas de osmose reversa. A qualidade do permeado é ligeiramente reduzida em comparação com o tipo contínuo. -
Tipo Contínuo de Estágio Único e Múltiplas Seções
O concentrado da seção anterior serve como alimentação para a próxima seção, e o permeado é continuamente descarregado. Isso é adequado para aplicações de tratamento de água em larga escala, alcançando taxas de recuperação mais altas e reduzindo o volume de concentrado, mas com uma concentração de soluto mais alta no concentrado final. -
Tipo Cíclico de Estágio Único e Múltiplas Seções
O permeado da próxima seção é usado como água de alimentação para a seção anterior. Esta configuração atinge um nível de concentrado mais alto e é ideal para processos de separação com foco na concentração. -
Arranjo Cônico de Múltiplas Seções
Os módulos de membrana são dispostos em paralelo dentro das seções e em série entre as seções. Este projeto ajuda a manter condições de fluxo consistentes dentro de cada módulo e atende aos requisitos de taxa de recuperação, mas requer bombas de alta pressão para evitar perda de eficiência. -
Configuração de Múltiplos Estágios e Múltiplas Seções
Em configurações cíclicas, o permeado do primeiro estágio é usado como alimentação para o próximo estágio e continua desta maneira, com o permeado do estágio final descarregado do sistema. O concentrado flui do estágio posterior de volta para os estágios anteriores para reprocessamento. Este arranjo melhora a recuperação e a qualidade da água, mas aumenta o consumo de energia da bomba em comparação com os tipos contínuos.
Ao selecionar e organizar os módulos de membrana, é essencial seguir as diretrizes de projeto e considerar fatores como o propósito do sistema, as condições da água bruta, as limitações de espaço do equipamento, a capacidade de saída desejada e a taxa de recuperação de água alvo para determinar o número de elementos por vaso de pressão e o tipo de arranjo apropriado.