Tratamento de guaAbrandamento

Perguntas FrequentesO que gua dura?gua com altos teores de clcio e magnsio

Quais os sintomas observados ?Pouca espuma quando est utilizando detergente, sabo ou shampoo.Precipitao de sabo/ detergente sobre as roupas e cabelo podendo manchar ou retirar o brilho. Formao de incrustaes em tubulaes, aquecedores, entupimento de chuveiro

A gua dura no prejudicial sade para ser bebida, mas apresenta efeitos indesejveis nos aparelhos que usam gua, nas tubulaes, nas roupas, na pele e no cabelo.

Os minerais contidos na gua podem acumular-se e formar depsitos e incrustaes em tubulaes, torneiras, pias, aquecedores, etc.

Os sabes e detergentes no fazem boa espuma, conseqentemente devem ser empregados em maiores quantidades.

O cabelo e a pele propiciam sensao de estarem secos e speros.Problemas associados com a gua dura

Graus de dureza da gua Geralmente so consideradas como guas duras aquelas que contem mais de 60 ppm (mg/L) de sais de clcio e magnsio dissolvidos.

Como referncia a gua da Sabesp possui cerca de 20 ppm de Dureza.

Grau de dureza

ppm (mg/L)

BRANDA

0 - 17

LEVEMENTE DURA

17,1 - 60

MODERADAMENTE DURA

61 - 120

DURA

121 - 180

MUITO DURA

181 ou mais

Como tratar a gua duraA soluo do problema pode ser alcanada atravs de "abrandamento de gua, processo de troca inica, onde resinas carregadas ionicamente substituem os ons dos minerais de dureza ( Clcio e Magnsio ) por ons de sdio.

O que e como funciona um Abrandador?

A gua tem a propriedade de dividir algumas molculas dissolvidas (molculas inicas) em partculas com carga "positiva" e "negativa" que so chamadas de "ons". Os ons com carga positiva so chamados de "ctions" e as de carga negativa de "nions".

A resina atua trocando dois tipos de ons presentes na gua (clcio e magnsio) por outro (sdio) presente na soluo de salmoura. A troca ocorre na superfcie da resina.

Somente os ctions da resina so livres para se movimentarem. A poro de nions da resina to grande e estvel que no pode ser dissolvida pela gua, e conseqentemente no livre.

Do que feita a resina?

A resina catinica empregada no Abrandador pertence a um grupo tido como moderno, em termos de tecnologia. Formada a partir do estireno polimerizado sulfonado, sua principal caracterstica a estabilidade qumica, o que permite atuar em diversas temperaturas e diversos tipos de qualidade de gua.

O processo de Abrandamento

O ciclo de abrandamento

O processo de Abrandamento O ciclo de regenerao

Reao Qumica no Abrandador

Dimensionamento do AbrandadorOs abrandadores de gua funcionam sob o princpio da seletividade, que est baseada na valncia e peso molecular do on.

Os ctions divalentes (com duas cargas positivas) sero mantidos na resina catinica com preferncia sobre os ctions monovalentes (uma carga positiva).

A seletividade sobre os ctions com a mesma carga ser baseada no peso molecular. Quanto maior seja o peso molecular maior a seletividade da resina catinica.

Seletividade da resina frente a ctions

Elemento

Smbolo

Carga

Peso Molecular

Seletividade

Brio

Ba

+2

137,34

Maior

Ferro

Fe

+2

55,847

(

Clcio

Ca

+2

40,08

(

Magnsio

Mg

+2

24,305

(

Potssio

K

+1

39,102

(

Sdio

Na

+1

22,9898

(

Hidrognio

H

+1

1,008

Menor

Fatores que afetam a capacidade do Abrandador

1- Taxa de vazo2- Volume do leito de resina3- Dosagem de sal e regenerao4- Tempo de contato5- Mudanas de condies

Taxa de vazoSe menor que a especificada:

Aumento do tempo de contato entre a gua e o leito de resina

Tendncia de surgimento de caminhos preferenciais no leito, com reduo de sua eficincia.

Se maior que a especificada:

Reduo do tempo de contato entre a gua e o leito de resina

Reduo da eficincia de remoo de dureza

Possibilidade de fuga do leito

Volume do leito de resinaSe menor que o especificado:

Reduo do tempo de contato entre a gua e o leito de resinaNecessidade de aumento da freqncia das regeneraesMaior eficincia alcanada na regenerao

Se maior que o especificado:

Aumento do tempo de contato entre gua e o leito de resinaA freqncia das regeneraes poder ser diminudaMenor eficincia alcanada na regenerao causada principalmente pela dificuldade de se conseguir a fluidizao do leito

Dosagem de sal fundamental para a eficincia do Abrandador!

A dosagem de sal o que provavelmente tem maior impacto sobre a capacidade do Abrandador. Baixas dosagens de sal podem diminuir a capacidade e aumentar o vazamento de dureza.

A concentrao de sal normalmente fica entre 8 e 15% (a salmoura saturada tem 26,6%). Esta salmoura reduzida numa corrente de diluio e passa atravs do leito de resina.

Mudanas de condies

Quedas de eficinciaSazonalidade na concentrao de dureza Aumento da vazo do sistemaFreqncia de regeneraoQualidade da regenerao

Os ciclos do abrandador1- Ciclo de servio2- Retro-lavagem3- Entrada da salmoura4- Enxge lento5- Enxge rpido6- Volta ao ciclo de servio

Os ciclos do Abrandador1- Ciclo de servio: Neste ciclo o Abrandador aceita gua bruta e fornece gua branda. A durao do ciclo, para uma unidade que regenera diariamente de 22 horas ou mais, mas geralmente o ciclo de servio ou campanha medido em dias, sendo determinado pela capacidade da unidade em funo da demanda de gua branda.

2- Retrolavagem: A taxa de retrolavagem deve ser o suficientemente alta para expandir o leito pelo menos em 50%.A retrolavagem geralmente dura entre 10 e 15 minutos. Este ciclo pode ser ajustado dependendo da qualidade da gua de alimentao, se ela tiver alta concentrao de slidos em suspenso a retrolavagem dever ser aumentada.

Os ciclos do Abrandador 3- Entrada da salmoura:A soluo da salmoura transportada do tanque de salmoura para o tanque de resina. Isto realizado por um injetor tipo venturi localizado na vlvula de controle. A durao do ciclo depende da quantidade e concentrao de sal, mas geralmente de 20 minutos.

4- Enxge lento: A soluo de salmoura empurrada atravs do leito de resina para permitir a troca inica entre a resina e a salmoura, a resina recupera os ons de sdio e libera os de clcio e magnsio. A durao do ciclo pode ser entre 30 e 70 minutos.

Os ciclos do abrandador5- Enxge rpido: Para remover os cloretos (e o gosto salgado) do leito de resina e comprimir as prolas de resina, passado um fluxo "rpido" de gua atravs da unidade. Este ciclo dura entre 4 e 15 minutos.

6- Volta ao ciclo de servio: Aps o enxge rpido a unidade est pronta para entrar em operao normal e fornecer gua abrandada.

Tempo mdio gasto na regenerao: 1h e 30 mim

Salmoura para RegeneraoA salmoura deve ser preparada a partir de sal grosso no iodado.NO utilizar sal refinado pois este aglutinar na entrada do equipamento prejudicando o venturi.Normalmente os equipamentos completam o tanque de salmoura com gua aps a retrolavagem, porm o sal em geral deve ser colocado manualmente.Estabelecer uma periodicidade de reposio do Sal Grosso no tanque de forma a sempre ser encontrado sal insolvel no mesmo.

Condies de operaoDois parmetros devem ser cuidadosamente observados para obter uma operao satisfatria do Abrandador:

Presso mnima requerida na entrada do Abrandador 1,4 bar (20 psi). No caso da gua provir de um reservatrio, esta dever estar a no mnimo 20 metros de altura, ou ser bombeada, para compensar todas as perdas de presso do Abrandador e do sistema.A taxa de bombeamento dever ser suficiente para obter uma boa retro-lavagem do leito do Abrandador.

O Abrandador dever operar com temperatura da gua inferior a 38oC. Para temperaturas superiores a 38oC dever ser verificada a especificao da resina.

Limitaes dos Abrandadores

1- Ferro:A presena de ferro na gua de alimentao do Abrandador pode afetar severamente a capacidade de troca inica da resina.

O ferro no estado ferroso (dissolvido) pode ser removido da gua por resina de troca inica, porm este processo em geral irreversvel. O ferro penetra no ncleo da resina que no pode ser regenerada. Porm existem resinas novas no mercados especificas para Ferro que so capazes de adsorver e expulsar o ferro na regenerao com salmoura. Estas resinas possuem ncleo fechado.

Se o ferro oxidado previamente, antes que alcance o leito do Abrandador, ele toma uma forma gelatinosa que poder ser filtrada, sobre ou dentro do leito de resina. Este precipitado muito difcil de ser removido do leito e o seu recobrimento das partculas de resina reduzem consideravelmente a sua capacidade de troca.

2- Mangans:

O mangans pode aderir s partculas de resina e causar os mesmos problemas que o ferro. Assim como no outro caso o emprego de resinas de ncleo fechado permite o Abrandamento mesmo com a presena de ferro e mangans sem prejuzo resina no momento de regenerao.

Porm preciso lembrar que a preferncia inica da resina por Ferro, seguido de Mangans e somente depois dos Carbonatos (dureza), com isso sub dimensionamento de leitos podero acarretar retirada do ferro e mangans sem baixar o teor de dureza. Deve-se prever a quantidade de resina necessria para adsorver os 04 tipos de ins ao mesmo tempo. ( Fe, Mn, Ca e Mg )Limitaes dos Abrandadores

Limitaes dos Abrandadores3- Cloro: O cloro degrada a estrutura da partcula de resina, dissolvendo e inchando essa estrutura. Ocorre ento o desgaste da resina quando ela lavada. Se a clorao usada para a oxidao do ferro, etc., dever ser instalado um filtro de carvo para remover o cloro antes do Abrandador.

4- Turbidez:As partculas da turbidez que so suficientemente grandes para ficarem retidas na superfcie do topo do leito podero ser removidas pela retrolavagem. No entanto, os resduos que podem ser arrastados para dentro do leito podero recobri-lo, ou serem retidos permanentemente. Rapidamente o tanque do Abrandador comear a encher com resduos o que resultar num aumento substancial da perda de presso.

Troca da Mdia ( Resina )Recomenda-se a troca de Resina num tempo mximo de operao de 36 meses ( 3 anos ).Procurar sempre utilizar Resinas Homogneas e com alto grau de adsoro. Resinas de qualidade inferior podero reduzir os tempos de campanha e/ou a eficincia de Abrandamento.

Podemos citar dois modelos de resina de alto teor de adsoro com diferentes aplicaes:

Ecohouse 100: boa eficincia porm sensvel ao Ferro e Mangans

Ecohouse T60: Alta capacidade de troca e tambm eficiente para remoo de Ferro e mangans dissolvidos, regenervel com salmoura

Modelos de Abrandadores 3M CunoLinha ABR ABR 2000 2 Cu.Ft de Resina

Linha OSOS 4015 4 Cu.Ft de ResinaOS 5015 5 Cu.Ft de ResinaOS 7015 7 Cu.Ft de Resina

Linha KSKS 10000 10 Cu.Ft de ResinaKS 12000 12 Cu.Ft de ResinaKS 15000 15 Cu.Ft de ResinaKS 18000 18 Cu.Ft de Resina

Linha GSGS 25000 25 Cu.Ft de ResinaGS 30000 30 Cu.Ft de ResinaGS 40000 40 Cu.Ft de Resina

ABR 2000Abrandador de pequeno porte, em geral empregado em instalaes residenciais e comerciais para vazes de at 2.000 litros/h.Possui tanque em Polipropileno e Fibra de vidro sem costuraTanque de salmoura incorporadoCabea Automtica em 110V/60Hz

Linha OSLinha de Abrandadores de mdio porte, em geral empregados em instalaes comerciais para vazes de 5.000 a 7.000 litros/h.Possuem tanque em Polipropileno e Fibra de vidro sem costuraTanque de salmoura incorporadoCabea Automtica em 110V/60Hz

Linha KSLinha de Abrandadores de grande porte, em geral empregados em instalaes industriais para vazes de 10.000 a 18.000 litros/h.Possuem tanque em Polipropileno e Fibra de vidro sem costuraTanque de salmoura incorporadoCabea Automtica em 110V/60Hz

Linha GSLinha de Abrandadores de porte, Municipal/Industrial para vazes de 25.000 a 40.000 litros/h.Possuem tanque em Polipropileno e Fibra de vidro sem costuraTanque de salmoura incorporadoCabea Automtica em 110V/60Hz

Dimensionamento de AbrandadoresO dimensionamento segue a equao:Vresina (L) = Q(m3/h). D(mg/L). t(h)60

Vresina (ft3) = Vresina (L) 28Onde:Q = vazo volumtrica ( m3/h )D = concentrao de dureza ( mg/l ou ppm )t = tempo de operao, sem considerar perodo de retrolavagem ( horas )

Dimensionamento de AbrandadoresO dimensionamento de Abrandadores no leva em conta somente a vazo de entrada, os outros fatores so to ou mais importantes no clculo. Percebe-se pela equao que perfeitamente possvel para uma mesma vazo de entrada termos necessidades completamente diferentes de tamanho de leito em funo de variao no ndice de dureza ou tempo de operao por exemplo.

O dimensionamento apenas por vazo um erro muito comum no mercado e pode trazer prejuzos enormes operao, reduzindo em muito os tempos de campanha como resultado de um sub dimensionamento de leito.

Exemplo de DimensionamentoParmetros da gua bruta de alimentao do Abrandador: Vazo: 14.400 L/h Concentrao de dureza: 200 ppm Utilizao 2 turnos de 8 horas/diaUtilizando a frmula:Vresina (L) = Q(m3/h). D(mg/L). t(h) = 14,4 . 200 . 16 = 768 L 60 60 Vresina (ft3) = Vresina (L) = 768 = 27,43 ft3 28 28Para atender os requisitos de vazo e volumede resina necessrio um Abrandador GS30000

O que nunca esquecer?Antes de leitos de resina devo instalar sempre um filtro com carvo ativado, caso a gua seja clorada (devido incompatibilidade entre as resinas e o cloro);

Antes dos leitos de resina devo instalar um filtro de areia ou celulose para reduo de particulado, prejudicial a resina

Devo retirar o Ferro ou Mangans antes dos leitos ou ento aplicar resinas que possam ser regeneradas mesmo com adsoro deste elementos, prevendo sempre tamanhos de leito adequados.

Algumas dicas de campo O carregamento de resina no Abrandador pode ser feito na forma seca ou molhada. muito mais fcil sua introduo na forma seca, atravs de uso de um Funil.

Recomenda-se que 2 pessoas faam este trabalho: enquanto uma enche o Abrandador com a resina, a outra deve se preocupar com a centralizao do tubo sifo;

Nunca esquecer de vedar o tubo sifo antes do carregamento para que no caia resina dentro deste. Sempre retirar essa vedao antes de operar o Abrandador.

Recomenda-se que o Abrandador seja cheio prximo ou no lugar onde ser instalado devido ao peso do equipamento depois de carregado com resina.

Algumas dicas de campoRecomenda-se ateno durante o primeiro processo de regenerao, para se ter certeza que o equipamento est sugando a salmoura. Caso isso no tiver ocorrendo, recomenda-se a verificao do tubo coletor de salmoura localizado na extremidade interna do tanque de salmoura. Pode ser desentupido por fluxo de ar, gua ou mecanicamente.

Lembre sempre de recomendar ao usurio que tenha mxima ateno com relao a reposio do sal no tanque de salmoura. Em equipamentos com operao automtica, ao final de cada regenerao, o prprio equipamento retorna gua limpa ao tanque de salmoura. Esta gua, sendo adicionada continuamente, vai diluindo a salmoura remanescente.

A eficincia do Abrandador est diretamente ligada ao processo de regenerao, pois o sal o agente regenerante!