Este guia de engenharia explica como planear um projeto industrial sistema de água di-do pré-tratamento RO e EDI vs cama mista O livro contém opções para tabelas de dimensionamento, alvos de resistividade, etapas de polimento, instrumentação e um modelo de lista de materiais. Foi escrito para fábricas, laboratórios, fábricas de alimentos e bebidas, hotéis e lojas de tratamento de superfícies que necessitam de água desionizada fiável a partir de poços ou fornecimentos municipais.
1) O que é um sistema de água DI (vs RO & "Ultrapure")?
A sistema de água di desioniza a água removendo os iões dissolvidos para atingir uma resistividade ou condutividade alvo. RO (osmose inversa) é normalmente a etapa primária de dessalinização; electrodeionização (EDI) ou um cama mista (resinas SAC+SBA) e depois polir o permeado RO para níveis iónicos muito baixos. "Ultrapure" é um rótulo de caso de utilização (laboratórios electrónicos/analíticos), não uma máquina única. Os requisitos finais dependem da sua norma industrial e do seu plano de validação.
Na prática: poços/alimentação municipal → pré-tratamento (partículas, substâncias orgânicas, controlo da dureza) → RO → EDI ou cama mista → UV (controlo microbiano/TOC) → 0,2 μm filtro final → circuito de armazenagem e de recirculação (se necessário).
2) Objectivos de qualidade e conversões (Resistividade ↔ Condutividade)
Especificar a qualidade como resistividade (MΩ-cm) ou condutividade (μS/cm). A conversão rápida é:
condutividade (μS/cm) = 1 / resistividade (MΩ-cm)
Exemplos: 18,2 MΩ-cm ≈ 0,055 μS/cm; 1,0 MΩ-cm ≈ 1,0 μS/cm; 0,2 MΩ-cm ≈ 5 μS/cm.
| Aplicação (típica) | Objetivo comum | Notas |
|---|---|---|
| Enxaguamento industrial geral, maquilhagem de caldeiras (sem alta pressão) | 0,1-1,0 MΩ-cm (10-1 μS/cm) | RO + leito misto frequentemente suficiente |
| Laboratório tipo II/III, muitos serviços de restauração e bebidas | ≥ 1-10 MΩ-cm (≤ 1-0,1 μS/cm) | RO + EDI ou leito misto de alta capacidade |
| Eletrónica/analítica Tipo I | ~18 MΩ-cm (~0,055 μS/cm) | EDI + ciclo de polimento; adicionar controlo TOC |
Os valores acima são pontos de partida da engenharia. Utilize a norma do seu sector (por exemplo, tipos de água do laboratório, PONs da empresa) para critérios de aceitação formal.
3) Formação em processos de sistemas de água Di que funcionam na indústria
Armazenamento e laço - depósito em aço inoxidável com filtro de ventilação, esfera de pulverização e recirculação para manter a qualidade.
Pré-tratamento - filtração multimédia (MMF) e carvão ativadoadicionar amaciador ou anti-incrustante para proteger a RO; manter a SDI baixa.
dessalinização RO - remoção de TDS do núcleo; escolha a contagem de elementos/estágio para temperatura, recuperação e risco de incrustação.
Polimento em leito misto ou EDI - ver secção 4 para seleção e dimensionamento.
UV (254 nm) e Filtro final de 0,2 μm - controlar os micróbios e as partículas antes dos pontos de utilização.
4) Dimensionamento rápido: RO, EDI ou leito misto
4.1 Dimensionamento de OR (estimativa inicial)
- Caudal de permeado de projeto Qp (m³/h) e recuperação do objetivo R (%) → alimentação ≈ Qp/R.
- Fluxo inicial para RO salobras: começar por volta de 10-15 LMH (L/m²-h) e ajustar de acordo com a folha de dados da membrana e a temperatura.
- Escolher o recipiente/contagem de elementos após a seleção do fornecedor; os centros pequenos utilizam frequentemente 2:1 ou 2:2 preparação; os comboios maiores podem utilizar 3:2, etc.
- Manter a recuperação conservadora se o risco de incrustação/escalonamento for elevado; validar com software anti-incrustante ou dados piloto.
4.2 EDI vs Cama mista - Seleção
| Critérios | Polimento EDI | Polimento de leito misto |
|---|---|---|
| Modo de funcionamento | Contínuo, sem produtos químicos a granel | Lote; requer regeneração ácida/cáustica |
| Janela da água de alimentação | Funciona melhor com permeado RO estável (baixa dureza/CO2) | Mais tolerante às oscilações alimentares |
| Tempo de atividade / pessoal | Elevado tempo de funcionamento; comissionamento especializado | Hardware simples; regeneração periódica |
| OPEX | Energia eléctrica; limpeza periódica no local | Ácido/cáustico, neutralização e segurança |
| Objectivos | Alta resistividade com funcionamento estável | Pode atingir uma resistividade elevada; o desempenho depende da resina e do regime |
4.3 Dimensionamento de EDI (regra geral)
- Confirmar se o permeado de OR está dentro do intervalo de tempo estabelecido pelo fornecedor (baixa dureza, baixo teor de sílica/CO2, baixo TOC).
- Selecionar o tamanho da pilha através de caudal do produto (m³/h) e carga iónicaaplicar o fator de temperatura e a margem de segurança para as variações sazonais.
- Permitir a derivação/recirculação para picos de carga; instrumentar com resistividade e fluxo em cada saída de skid.
4.4 Dimensionamento de leitos mistos (regra geral)
A capacidade do leito misto é expressa como equivalentes por litro (eq/L). Estimar o volume de resina necessário:
Volume de resina (L) ≈ [meq/L (carga iónica após RO) × caudal (m³/h) × tempo de funcionamento (h)] ÷ [capacidade da resina (eq/L)] × fator de segurança
Conjunto tempo de execução para o seu intervalo de regeneração preferido (por exemplo, 8-24 h). Utilize a capacidade do fornecedor para o seu tipo de resina e química.
5) Polimento, armazenamento e distribuição
- UV a 254 nm para controlo microbiano; adicionar UV a 185 nm se o PON exigir uma redução do COT.
- Filtro final 0,2 μm no ponto de utilização ou antes do retorno do circuito; respiradouros estéreis nos tanques de armazenamento.
- Depósito de armazenamento em SS304/316L com esfera de pulverização, fundo inclinado e bocal de recirculação.
- Laço em SS ou plástico sanitário; dimensionar para velocidade turbulenta para manter a qualidade.
6) Materiais e instrumentação
- Tubagens: UPVC/PP para pré-tratamento; SS316L ou plásticos sanitários a jusante do polimento.
- Contadores-chave: condutividade/resistividade (no permeado RO, na saída do polidor, no retorno do circuito), COT (se necessário), SDI, fluxo, ΔP.
- Segurança: feixes de dosagem de produtos químicos, lava-olhos, capacidade de neutralização de resíduos de regeneração em leito misto.
Produtos relacionados:
- Membranas e caixas RO, bombas doseadoras, carvão ativado
- Tanques de contacto/armazenamento em aço inoxidável
- Calculadoras de tratamento de água
7) Modelo de lista de materiais (BOM)
- Pré-tratamento: MMF, GAC, doseamento de amaciador ou anti-incrustante, filtros de cartucho
- Skid RO: bomba de alta pressão, recipientes/elementos, instrumentação entre fases, portas CIP
- Polidor: Pilhas EDI ou recipientes de resina de leito misto com acessórios de regeneração/CIP
- Polimento: 254 nm UV (opção 185 nm), filtro final de 0,2 μm, válvulas e manómetros sanitários
- Armazenamento e circuito: Depósito SS316L com filtro de ventilação e esfera de pulverização, bomba de recirculação, instrumentos de circuito
- Controlos: PLC/HMI, transmissores de resistividade/TOC, caudal/ΔP, encravamentos e alarmes de qualidade
- Documentos: P&ID, layout, listas de verificação FAT/SAT, modelos IQ/OQ
Obter uma proposta de engenharia
Partilhe a sua análise de alimentação e a qualidade pretendida (resistividade ou condutividade), o fluxo do produto e as utilidades. Enviar-lhe-emos uma recomendação de BOM e P&ID.
8) FAQ
Um sistema de água di é o mesmo que osmose inversa?
Não. A RO remove a maior parte dos sais dissolvidos; um sistema de água di adiciona um passo de polimento (EDI ou leito misto) para atingir níveis iónicos muito baixos.
EDI vs cama mista - quando é que devo escolher cada um?
Escolher EDI para funcionamento contínuo sem produtos químicos a granel e permeado RO estável; escolha um cama mista para uma maior tolerância às oscilações de alimentação ou quando a simples regeneração por lotes se adequa melhor ao local.
Qual a resistividade que devo procurar?
Utilize o requisito no seu PON ou diretriz industrial. Como ponto de partida: 1-10 MΩ-cm para muitas utilizações industriais; ~18 MΩ-cm para água de laboratório de Tipo I.
Posso reequipar o DI depois de um RO existente?
Sim. Verificar a qualidade do permeado RO e o caudal/pressão; depois, adicionar EDI ou um skid de leito misto, mais UV e um filtro de 0,2 μm antes do armazenamento/loop.
9) Referências (Externas)
Equipa de engenharia da Stark Water