O Sistema de Concentração por Membrana Cerâmica Rotativa da PORVOO separa as águas residuais diluídas do esmalte em duas correntes úteis: água de processo reutilizável e esmalte concentrado, que pode ser devolvido diretamente ao processo de esmaltagem.
Vários discos de membrana cerâmica que giram em baixa velocidade operam dentro de um vaso pressurizado. A pressão positiva no lado da alimentação e a extração assistida por vácuo no lado do permeado criam uma pressão transmembranar total de 3–4 bar.
Esse processo também é comumente chamado de recuperação de esmalte, e a mesma tecnologia de membrana cerâmica rotativa se aplica igualmente à recuperação de barbotina e engobe na produção de azulejos e louças sanitárias.
Águas residuais típicas de esmalte, contendo aproximadamente 0,5% em peso de sólidos, podem ser concentradas para 15–30% em peso sem a adição de coagulantes, floculantes ou auxiliares de filtração.
Principais benefícios
- Recuperação do esmalte para reutilização direta na produção
- Produzir água de processo reutilizável
- Sem bolo de filtração descarregado
- Sem coagulantes nem floculantes durante a concentração
- Retrolavagem automática on-line
- Revestimentos de membrana selecionáveis com espessura de até 5 nm
- Capacidade adaptada a cada linha de produção
Pare de tratar o valioso esmalte como lodo residual
As águas residuais de esmalte são comumente geradas durante a lavagem do moinho de bolas, a operação da cabine de pintura, a limpeza de equipamentos e o enxágue da linha de esmalte.
Em um processo convencional de tratamento de águas residuais, essa corrente diluída é misturada com produtos químicos de tratamento, submetida a decantação e, por fim, transformada em lodo. Matérias-primas valiosas para a fabricação de esmaltes são perdidas, enquanto a fábrica precisa arcar com os custos da dosagem de produtos químicos, do manuseio do lodo, da prensagem por filtro e do descarte.
O sistema PORVOO muda esse processo.
Em vez de tratar o esmalte como um contaminante, o sistema concentra os sólidos em suspensão do esmalte em um fluxo de material bombeável. Assim que a concentração desejada for atingida, o esmalte recuperado pode ser descarregado e devolvido ao processo original de esmaltagem.
O permeado pode ser reutilizado como água de processo sempre que sua qualidade atender aos requisitos da operação de produção pretendida.
Dois fluxos recuperados a partir de uma única alimentação de águas residuais
Concentrado de esmalte recuperado
As águas residuais do esmalte diluído entram no sistema com um teor de sólidos de aproximadamente 0,5% em peso.
A água passa pelas membranas cerâmicas, enquanto as partículas de esmalte permanecem dentro do recipiente de concentração. A concentração de sólidos aumenta gradualmente até atingir o nível alvo de 15–30 wt.%.
O lodo concentrado permanece bombeável. Ele não se transforma em um bolo de filtração seco e pode ser devolvido diretamente ao processo de produção de lodo correspondente.
Água de processo reutilizável
O líquido que passa pela membrana é coletado por meio de canais internos nos discos cerâmicos e descarregado pelo eixo oco giratório.
Parte do permeado passa por um filtro de refinamento específico e é reutilizada para a retrolavagem automática das membranas. O permeado restante pode ser reutilizado como água de processo, de acordo com as necessidades de produção da fábrica e os critérios de qualidade da água estabelecidos.
Como o sistema funciona
1. Alimentação direta de águas residuais do esmalte
A água de lavagem do moinho de bolas ou o efluente da cabine de pintura, coletados separadamente, podem ser introduzidos diretamente no sistema.
O processo de concentração não requer coagulação, floculação ou sedimentação química antes da filtração por membrana.
2. Filtragem de dupla pressão
A água residual do esmalte é retida dentro de um recipiente sob pressão positiva que contém vários discos de membrana cerâmica.
Uma bomba de vácuo independente gera pressão negativa no lado do permeado. A combinação da pressão no lado da alimentação e do vácuo no lado do permeado gera uma pressão transmembranar total típica de 3 a 4 bar.
Essa diferença de pressão faz com que a água da parte externa de cada disco de membrana seja conduzida para seus canais internos de permeado.
3. Rotação da membrana em baixa velocidade
Os discos de membrana cerâmica giram em baixa velocidade durante o funcionamento.
A rotação ajuda:
- Mantenha os sólidos do esmalte em suspensão
- Distribua a alimentação uniformemente pelas superfícies da membrana
- Reduzir a deposição localizada de sólidos
- Manter condições de filtragem mais estáveis
- Evitar a formação prematura de uma camada superficial espessa
4. Separação por membrana do tipo “de fora para dentro”
O fluido de alimentação permanece fora dos discos de membrana cerâmica.
A água e os componentes menores que a camada de separação selecionada passam pela membrana. As partículas de esmalte retidas permanecem no recipiente e ficam progressivamente mais concentradas.
O permeado flui através da estrutura de suporte porosa para os canais de drenagem internos e sai pelo eixo oco.
5. Retrolavagem automática on-line
Uma parte do permeado é refinada por meio de um filtro específico e reutilizada como meio de retrolavagem.
A retrolavagem ocorre durante a operação, invertendo o fluxo através da membrana para remover o material depositado na superfície e nos poros da membrana.
Os ciclos de retrolavagem podem ser programados no local. O acionamento automático com base na pressão diferencial ou no fluxo está disponível como uma opção de controle personalizada.
6. Descarga de concentrado
O sistema funciona como um concentrador em lote.
Quando o esmalte atinge a concentração de sólidos necessária, o material concentrado é descarregado e devolvido ao processo de esmaltagem correspondente.
Por que membranas cerâmicas?
Os discos de membrana utilizam um suporte cerâmico com uma camada de separação com nanorrevestimento.
O suporte cerâmico possui um tamanho nominal de poros de aproximadamente 2,0 µm. É possível selecionar diferentes revestimentos de membrana de acordo com o material de alimentação, o objetivo da separação e a qualidade exigida do permeado, com tamanhos de poros disponíveis a partir de 5 nm.
Essa estrutura de membrana configurável permite que o sistema equilibre:
- Retenção de partículas
- Qualidade do permeado
- Filtragem de fluxo
- Desempenho em termos de concentração
- Requisitos de limpeza
Os testes de alimentação são utilizados para determinar o revestimento adequado da membrana e as condições operacionais para cada aplicação.
Bolo sem filtro — concentração em vez de desidratação
Este sistema não é um filtro-prensa e não foi projetado para produzir um bolo seco.
Seu objetivo é remover a água, retendo os sólidos em um concentrado fluido e bombeável.
| Resultado do processo | Tratamento convencional de lodo | Concentração por membrana em PORVOO |
|---|---|---|
| Objetivo principal | Tratamento de águas residuais e descarte de lodo | Recuperação e concentração de materiais |
| Dosagem de produtos químicos | Normalmente exigido | Sem coagulantes nem floculantes durante a concentração |
| Resultado consistente | Lodo desidratado ou bolo de filtração | Concentrado bombeável |
| Recuperação do esmalte | Geralmente descartado como lodo misto | Retornou ao processo de envidraçamento |
| Vazão de água | Requer tratamento antes da reutilização | Permeado disponível para reutilização adequada como água de processo |
| Limpeza da membrana | Não se aplica | Retrolavagem automática online do permeado |
| Modo de operação | Várias etapas de tratamento | Concentração integrada em lote |
Aplicações comprovadas de recuperação de esmalte
Água de lavagem do moinho de bolas
Recuperar os sólidos residuais do esmalte provenientes da lavagem do moinho de bolas, em vez de encaminhá-los para o sistema geral de tratamento de águas residuais e lodo.
Efluentes da cabine de pintura
Concentre o excesso de esmalte e a água de lavagem das áreas de aplicação do esmalte para que sejam devolvidos ao processo de esmaltagem apropriado.
Água para limpeza da linha de esmaltação
Recuperar os sólidos do esmalte da água de limpeza coletada separadamente dos equipamentos e da linha de produção.
As diferentes formulações de esmalte, cores e fluxos de águas residuais devem permanecer separados quando o concentrado recuperado for destinado à reutilização direta na produção.
Aplicações além da recuperação de esmalte
O mesmo princípio de concentração pode ser aplicado a outros fluxos de efluentes industriais, utilizando equipamentos separados e específicos.
Esses fluxos não devem ser misturados com as águas residuais de esmalte destinadas à recuperação de materiais.
Águas residuais do polimento de cerâmica
Retirar a água reutilizável e reduzir o volume encaminhado para o tratamento químico convencional, a sedimentação e a prensagem por filtro.
Águas residuais industriais com alto teor de sólidos
Realize a pré-concentração dos sólidos em suspensão antes de um processo existente de tratamento de águas residuais ou de lodo.
Águas residuais viscosas da indústria de processamento de alimentos
As possíveis aplicações incluem águas residuais que contenham material suspenso pegajoso ou de difícil filtragem.
As aplicações no setor de processamento de alimentos exigem testes de matérias-primas e a confirmação, específica para cada projeto, dos materiais em contato com o produto, do projeto higiênico, dos procedimentos de limpeza e dos requisitos do processo.
Outras suspensões de processos
O sistema pode ser configurado para outras tarefas de concentração, nas quais o objetivo é recuperar água, reduzir o volume de águas residuais ou reter sólidos suspensos valiosos.
A adequação deve ser confirmada por meio da caracterização da ração e de testes de filtração.
Reduzir a carga no tratamento convencional de águas residuais
No caso de fluxos de águas residuais em que o concentrado não possa ser reutilizado na produção, o sistema pode ser instalado antes do processo de tratamento convencional.
O sistema de membranas primeiro retira a água reutilizável e reduz o volume das águas residuais a um concentrado de menor volume.
Só então o fluxo concentrado entra:
- Dosagem de produtos químicos e floculação
- Sedimentação
- Prensagem por filtro
- Tratamento ou descarte de lodo
Isso reduz o volume hidráulico tratado pelos equipamentos a jusante e permite que o sistema de tratamento de águas residuais existente se concentre em um fluxo menor e mais concentrado.
Retrolavagem automática e CIP periódico
A retrolavagem automática do permeado reduz a necessidade de limpeza rotineira das membranas e ajuda a manter o desempenho da filtração durante a operação.
O sistema padrão permite que o ciclo de retrolavagem seja programado no local. Uma automação personalizada pode acionar a retrolavagem de acordo com a pressão diferencial, o fluxo de permeado ou outras condições operacionais.
A limpeza com ácido periódico ainda é necessária para restaurar o desempenho da membrana quando necessário.
Na configuração padrão, os operadores preparam a solução de limpeza ácida e iniciam o ciclo de limpeza. A preparação e o controle automatizados do CIP podem ser fornecidos como uma opção personalizada.
O sistema deve, portanto, ser descrito como de retrolavagem automática, e não como isento de manutenção.
Parâmetros técnicos
| Parâmetro | Descrição padrão |
|---|---|
| Tipo de produto | Sistema rotativo de concentração por membrana cerâmica |
| Aplicação principal | Concentração e recuperação de águas residuais de esmalte |
| Modo de operação | Concentração do lote |
| Configuração da membrana | Vários discos de membrana cerâmica que giram em baixa velocidade |
| Configuração da embarcação | Recipiente de filtração sob pressão positiva |
| Extração do permeado | Bomba de vácuo independente |
| Filtragem direcional | De fora para dentro |
| TMP total típico | 3–4 compassos |
| Tamanho dos poros do suporte cerâmico | Aproximadamente 2,0 µm |
| Camada de separação | Membrana com nanorrevestimento selecionável |
| O menor tamanho de poro disponível | Até 5 nm |
| Sólidos típicos na alimentação do esmalte | Aproximadamente 0,5 % em peso % |
| Concentração alvo de sólidos | 15–30 % em peso.% |
| Forma concentrada | Concentrado de esmalte fluido e bombeável |
| Meio de retrolavagem | Permeado refinado |
| Controle de retrolavagem | Ciclos programáveis em campo |
| Controle personalizado de retrolavagem | Acionamento baseado na pressão diferencial ou no fluxo |
| Limpeza periódica da membrana | Ácido CIP |
| Operação CIP padrão | Preparado e iniciado pelo operador |
| Capacidade de tratamento | Personalizado de acordo com as características da ração e o volume de produção |
| Aditivos de processo | Sem coagulantes, floculantes ou adjuvantes de filtração durante a concentração |
O desempenho real depende da composição da alimentação, da viscosidade, da temperatura, da distribuição granulométrica, do revestimento da membrana selecionado e da concentração alvo.
Engenharia de Sistemas e Personalização
Cada sistema é configurado de acordo com o processo do cliente, e não apenas com base na vazão nominal.
A PORVOO avalia:
- Fonte de águas residuais
- Volume de alimentação diário e por hora
- Concentração inicial de sólidos
- Concentração alvo de sólidos
- Distribuição do tamanho das partículas
- Viscosidade e temperatura da matéria-prima
- Qualidade exigida do permeado
- Rota prevista para a reutilização do concentrado
- Área de membrana necessária
- Estratégia de controle da retrolavagem
- Serviços disponíveis
- Espaço de instalação
- Requisitos de automação
Poderá ser necessário realizar testes-piloto ou testes de amostra para novos materiais e aplicações de alta viscosidade.
Perguntas frequentes
O sistema produz um bolo de filtração?
Não. O sistema produz um concentrado fluido, em vez de um bolo de filtração descarregado e desaguado.
O esmalte recuperado pode ser reutilizado diretamente?
Sim. Quando as águas residuais do esmalte são coletadas separadamente e mantidas dentro da formulação ou linha de produção correspondente, o concentrado pode ser devolvido diretamente ao processo de esmaltagem.
É necessário usar floculantes ou coagulantes?
Não são adicionados coagulantes, floculantes ou adjuvantes de filtração durante o processo de concentração por membrana.
A limpeza com ácido periódico é necessária para a manutenção da membrana e não deve ser confundida com a dosagem de produtos químicos nas águas residuais.
Como a membrana é limpa durante o funcionamento?
O permeado purificado é automaticamente revertido através da membrana durante a retrolavagem em operação contínua. O tempo padrão de retrolavagem pode ser programado no local.
A limpeza manual foi totalmente eliminada?
A limpeza manual de rotina da superfície da membrana é reduzida pela retrolavagem em linha. No entanto, a limpeza CIP com ácido periódico requer preparação e acionamento por parte do operador na configuração padrão.
O permeado pode ser reutilizado?
Sim, o permeado pode ser reutilizado como água de processo, desde que sua qualidade, conforme medida, atenda aos requisitos da operação pretendida.
É possível misturar diferentes fluxos de águas residuais?
Os diferentes fluxos devem utilizar sistemas separados de coleta e tratamento específicos.
As águas residuais do esmalte destinadas à recuperação direta do esmalte não devem ser misturadas com águas residuais do polimento, águas residuais domésticas ou fluxos industriais não relacionados.
O sistema é capaz de tratar águas residuais da indústria de processamento de alimentos?
Potencialmente, sujeito a testes de alimentos e à confirmação do projeto higiênico, dos materiais em contato com o produto, dos requisitos de limpeza e do uso pretendido das correntes recuperadas.
Esse sistema serve apenas para a recuperação de esmalte, ou também pode ser usado para barbotina e engobe?
R: A tecnologia de membrana cerâmica rotativa não se limita ao esmalte. Ela apresenta desempenho igualmente bom na recuperação de barbotina (barbotina para moldagem) e de engobe, uma vez que o mecanismo de separação se baseia no controle do tamanho das partículas e da viscosidade, e não na composição química específica do material. Muitos clientes se referem a essa aplicação de maneira geral como “recuperação de esmalte” em suas linhas de esmaltagem, moldagem por barbotina e engobe.
Como é selecionada a capacidade do sistema?
A capacidade e a área da membrana são projetadas de acordo com as propriedades do fluido de alimentação, o volume diário de águas residuais, a concentração alvo e o tempo de lote necessário.
Recupere o material pelo qual você já pagou
As águas residuais do esmalte não precisam se transformar em lodo de descarte.
A PORVOO pode configurar um sistema rotativo de concentração por membrana cerâmica que recupera o esmalte para reutilização na produção, devolve a água para operações adequadas da fábrica e reduz a dependência do tratamento químico convencional de lodo.
Para avaliarmos sua inscrição, forneça:
- Fonte de águas residuais
- Volume diário de águas residuais
- Concentração atual de sólidos
- Concentração alvo de sólidos
- Tipo de esmalte ou outro material em suspensão
- Qualidade exigida para a água de processo
- Espaço disponível para instalação e serviços públicos
