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SISTEMAS DE SEPARAÇÃO 
POR MEMBRANA
PROCESSOS DE SEPARAÇÃO POR 
MEMBRANAS
• UTILIZAÇÃO DE MEMBRANAS SEMIPERMEÁVEIS PARA SEPARAÇÃO DE 
CONTAMINANTES DA ÁGUA;
• POSSIBILITAM A SEPARAÇÃO DOS SEGUINTES CONTAMINANTES:
• SÓLIDOS EM SUSPENSÃO, INCLUSIVE COLÓIDES;
• BACTÉRIAS E VÍRUS;
• COMPOSTOS ORGÂNICOS DISSOLVIDOS;
• SUBSTÂNCIA INORGÂNICAS DISSOLVIDAS.
Jessica
Realce
Jessica
Realce
Capacidade dos processos de separação 
por membranas
PROCESSOS CONVENCIONAIS E SISTEMAS DE 
SEPARAÇÃO POR MEMBRANAS
Constituinte a ser 
removido
Sistema 
convencional
Separação por 
membranas
Turbidez, sólidos suspenso 
e contaminantes 
microbiológicos
Coagulação, 
floculação, filtração e 
desinfecção
Microfiltração
Cor, odor e compostos 
orgânicos
Carvão ativado, 
cloração e filtração e 
aeração
Ultrafiltração
Dureza, sulfatos, ferro e 
metais pesados
Abrandamento com 
cal, troca iônica, 
oxidação e filtração e 
coagulação floculação
Nanofiltração
Sais dissolvidos Evaporação e troca 
iônica
Osmose reversa
Uso de Membranas para Reuso de Efluentes
Criptos
Barreira absoluta para coliforme totais e streptococcus fecais
Materiais das membranas
 As membranas podem ser orgânicas ou 
inorgânicas;
 Membranas poliméricas são mais 
amplamente utilizadas;
 Membranas cerâmicas são restritas aos 
processos de microfiltração e ultrafiltração.
Jessica
Realce
TIPOS DE MEMBRANAS
Separating membrane
Sublayer
(polysulfone)
Draining medium
Membrana mineral
Thin film composite (TFC) 
Fibra oca
Tipos de membranas
 As membranas comumente utilizadas no 
tratamento de água e efluentes podem ser:
 Tubulares;
 Planas.
 Membranas tubulares, em função do 
diâmetro, são classificadas em:
 Fibra oca (f < 0,5 mm)
 Capilar (0,5 < f < 5 mm)
 Tubular (f > 5 mm).
Membranas poliméricas
ZOOM .... ?
0,1 micra em 
PVDF e 0.2 
micra em PP 
Tamanho do 
poro da 
membrana
550 micra OD, 
300 micra ID
TIPO DE MEMBRANA EM FIBRA OCA
Polypropylene Fiber (M10C) Cross-Section Surface
Cross-Section SurfacePVDF Fiber (M10V)
Membranas inorgânicas
 Materiais inorgânicos apresentam maior 
estabilidade química e térmica em comparação aos 
polímeros;
 A utilização de membranas inorgânicas ainda é 
limitada, restringindo-se aos processos de MF e 
UF;
 Podem ser obtidas a partir de quatro tipos de 
materiais:
 Cerâmicos;
 Metálicos;
 Vítreos;
 Zeolíticos.
Jessica
Realce
Membranas cerâmicas
Tipos de módulos utilizados
 Os principais tipos de módulos existentes 
são:
 Placas planas;
 Tubulares;
 Fibra oca;
 Enrolados em espiral.
Módulo Fibra Oca
Módulo Fibra Oca
Membrana Espiral
MEMBRANA ESPIRAL EXPLODIDA
Feedwater
Permeate flows spirally
toward collection tube
Permeate Out
Concentrate
Permeate carrier
Feed flow across spacer
Covering & bypass spacer
Feed-channel spacer
Membranes
Perforated collection tube
Anti-telescoping
device
MEMBRANAS NO VASO
Membranas submersas
MEMBRANAS SUBMERSAS
Membranas submersas
Projeto dos Sistemas
 É necessário conhecer as características 
do produto a ser obtido e da alimentação;
 Também devem estar disponíveis:
 A vazão de água a ser produzida ou volume de 
efluente a ser tratado;
 Recuperação de água no sistema;
 Capacidade de produção das membranas.
Projetos de MF, UF, NF e OR
 Valores típicos do fluxo de água através das 
membranas são:
 Osmose reversa  15 a 25 L/h.m2;
 Nanofiltração  20 a 30 L/h.m2;
 Ultrafiltração  25 a 50 L/h.m2;
 Microfiltração  não há uma regra.
 No caso de sistemas de microfiltração os 
valores máximos situam-se na faixa de 50 a 
70 L/h.m2. 
Projeto dos Sistemas
 Para que qualquer sistema possa operar de 
modo adequado são necessários:
 Válvulas de controle e bloqueio;
 Instrumentos de medição:
 Pressão e pressão diferencial;
 Tensão e corrente elétrica;
 Temperatura;
 Vazão;
 pH;
 Condutividade;
 Nível de tanques.
Projeto dos Sistemas
 Um componente essencial para o 
funcionamento do sistema são as bombas 
utilizadas:
 Unidade de pré-tratamento;
 Alimentação do sistema;
 Limpeza e sanitização;
 Dosagem de produtos químicos.
 A escolha dos materiais a ser utilizados 
também é importante.
Entupimento
 
 
Limpeza
Raw 
water
BackwashFiltrate
Características
TRATAMENTO DE ÁGUA
OSMOSE REVERSA
PERGUNTAS FREQÜENTES
• O QUE É OSMOSE?
TENDÊNCIA NATURAL DOS LÍQUIDOS (P.EX., ÁGUA) A SE DESLOCAREM DO
LADO MENOS CONCENTRADO (EM SOLUTO) PARA O LADO MAIS 
CONCENTRADO (EM SOLUTO) DE UMA MEMBRANA SEMIPERMEÁVEL, ATÉ O 
ALCANCE DE UM EQUILÍBRIO, CHAMADO EQUILÍBRIO OSMÓTICO
• POR QUE A FILTRAÇÃO CONVENCIONAL NÃO 
É UMA SOLUÇÃO PARA ÁGUA SALOBRA?
PORQUE A FILTRAÇÃO CONVENCIONAL NÃO É CAPAZ DE RETER MATERIAL 
SOLÚVEL NA ÁGUA.
OSMOSE REVERSA
•APLICAÇÃO PRINCIPAL: OBTENÇÃO DE ÁGUA DESSALINIZADA.
EM LOCALIDADES ÁRIDAS OU NO LITORAL, PARA
TRANSFORMAR ÁGUA DO MAR EM ÁGUA POTÁVEL;
EM LOCALIDADES ONDE A ÁGUA OBTIDA DE POÇOS
PROFUNDOS É SALOBRA E, PORTANTO, IMPRÓPRIA PARA O CONSUMO
HUMANO;
•TECNOLOGIA FOI DESCOBERTA, ENTRE OS ANOS 50 E 60:
APLICAÇÕES ATUAIS
• HOJE A TECNOLOGIA GANHOU ESPAÇO NO
MERCADO:
• CONTROLE DE POLUENTES
• SEGMENTO DA BIOTECNOLOGIA E FARMACÊUTICO
• EQUIPAMENTOS QUE NECESSITAM DE ÁGUA
DESSALINIZADA.
• GRANDES ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA DE
PAÍSES DESENVOLVIDOS, EX. EUA.
• HEMODIÁLISE (RINS ARTIFICIAIS)
ENTENDENDO A OSMOSE REVERSA
A osmose reversa ou inversa é um processo
pelo qual a água é desmineralizada através
de sua passagem por uma membrana semi-
permeável, sob alta pressão.
A osmose reversa é o processo inverso da
osmose natural!
OSMOSE -
DEFINIÇÃO
TENDÊNCIA NATURAL DOS LÍQUIDOS
(EX., ÁGUA) A SE DESLOCAREM DO
LADO MENOS CONCENTRADO (EM
SOLUTO) PARA O LADO MAIS
CONCENTRADO (EM SOLUTO) DE UMA
MEMBRANA SEMIPERMEÁVEL, ATÉ O
ALCANCE DE UM EQUILÍBRIO,
CHAMADO EQUILÍBRIO OSMÓTICO.
OSMOSE 
NATURAL
• A OSMOSE NORMAL PODE SER OBSERVADA NAS PLANTAS.
• A ÁGUA É ABSORVIDA PELAS PLANTAS PARA DILUIR A ALTA
CONCENTRAÇÃO DE SAIS DENTRO DE SUAS CÉLULAS. ESTE É
O MOTIVO PELO QUAL A ÁGUA É ABSORVIDA DO SOLO
QUANDO AS PLANTAS SÃO REGADAS.
• SE O SOLO EM VOLTA DA PLANTA FOSSE REGADO COM ÁGUA
SALGADA, AS PLANTAS MURCHARIAM DEVIDO A
CONCENTRAÇÃO DE SAL NO MEIO EXTERNO SER MAIOR QUE
DENTRO DELA, FAZENDO COM QUE A ÁGUA SE MOVESSE DE
DENTRO PARA FORA DE SUAS CÉLULAS.
FLUXO OSMÓTICO X OSMOSE 
REVERSA
Água 
Pura
Solução
Salina
Fluxo osmótico
Membrana
Semi-permeável
Água 
Pura
Solução
Salina
Equilíbrio osmótico
Membrana
Semi-permeável
Pressão Osmótica
(Altura)
Água 
Pura
Solução
Salina
Osmosis Inversa
Membrana
Semi-permeável
Pressão
OSMOSE REVERSA
• Para reverter o processo osmótico, é necessário
vencer a pressão osmótica de equilíbrio através da
membrana, devido ao fluxo natural tender a diluir a
solução mais concentrada.
• Para a obtenção de água pura deve-se então
aumentar a concentração de sais dentro da célula
(lado do concentrado da membrana). Para isso é
necessário aumentar a pressão no lado da “água
salgada” da membrana, forçando a água através dela.
PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO
• A OSMOSE REVERSA UTILIZA MEMBRANAS QUE SÃO
PERMEÁVEIS À ÁGUA PORÉM NÃO AOS SAIS E AS
ESPÉCIES DE MAIOR PESO MOLECULAR.
• A FILTRAÇÃO DE FAZ SOB ALTA PRESSÃO.
• É DESCARTADO CERCA DE 50% DA VAZÃO DE
ENTRADA COM ALTA SATURAÇÃO.• OS 50% UTILIZADOS É CHAMADO DE PERMEADO.
TIPOS DE MEMBRANA
• TAP WATER: 0-1000 PPM DE TDS
(MEMBRANAS USADAS PELAS OSMOSES 3M)
• BRACKISH WATER: 1001-22000 DE TDS
• SEA WATER: 22001 – 40000 DE TDS
(A ÁGUA DO MAR TEM EM MÉDIA 30000 DE TDS)
CONHECENDO UMA 
OSMOSE
PLD PBA 
Módulo de membrana 
Manômetro 
Motor Bomba 
Válvula Solenóide 
da Água de Alimentação 
Água 
Produzida 
Água de 
Alimentação 
Água de 
Rejeito 
Válvula de 
Flushing 
Válvula de 
Controle de 
Pressão/Vazão 
Pressostatos 
WFS-HP 
FLUXOGRAMA INSTALAÇÃO
MEMBRANAS
COMO SE DÁ A INTERAÇÃO DA MEMBRANA COM 
OS DIFERENTES CONTAMINANTES?
TROCA IÔNICA
PESO MOLECULAR
POLARIDADE
COMO ATUALMENTE EXISTE UMA SÉRIE DE TIPOS DIFERENTES DE
MEMBRANA DISPONÍVEIS NO MERCADO, ESTAS PODEM SER
ESCOLHIDAS EM FUNÇÃO DE SUA MELHOR AFINIDADE QUÍMICA COM
O CONTAMINANTE QUE SE DESEJA RETER.
OSMOSE REVERSA
A OSMOSE REVERSA, ALÉM DA DESTILAÇÃO, É O ÚNICO PROCESSO
CONHECIDO QUE PODE REMOVER, EFETIVAMENTE, OS SEGUINTES
TIPOS DE IMPUREZAS DA ÁGUA:
1- SAIS DISSOLVIDOS NA ÁGUA
2- MATERIAL COLOIDAL
3- TOTAL DE SÓLIDOS DISSOLVIDOS
4- METAIS TÓXICOS
5- ELEMENTOS RADIOATIVOS
6- MICRORGANISMOS
7- PESTICIDAS E HERBICIDAS
8- MOLÉCULAS DE COMPOSTOS ORGÂNICOS PESADOS
(PESO MOLECULAR MAIOR QUE 300 DALTON)
AS TECNOLOGIAS PARA 
DESSALINIZAÇÃO
• OSMOSE REVERSA
• LEITOS DE TROCA IÔNICA
• DESTILAÇÃO
• ELETRODIÁLISE
OSMOSE X DESTILAÇÃO
Semelhança
• As duas tecnologias visam a dessalinização da água.
Diferença
• A Destilação consiste em evaporar e logo em seguida
condensar a água, convertendo o vapor gerado em água
destilada.
• O processo de Osmose Reversa filtra a água por meio
de membranas que retém a maior parte das moléculas dos
sais nela dissolvidos.
OSMOSE REVERSA X BENEFÍCIOS
• Elimina a agressividade da água salgada, que corrói
tubulações e equipamentos, exigindo, por exemplo, que
todos os tubos, bombas e reservatórios sejam
construídos em aço inoxidável ou em plásticos
resistentes ao sal;
• Elimina a elevada alcalinidade da água salgada, que
provoca o entupimento, pela formação de placas
salinas, de tubulações e válvulas;
• Constitui-se uma alternativa que contorna o elevado
consumo de energia demandada nos destiladores,
lembrando-se que, quando é empregada energia solar,
o processo não funciona em períodos de sol encoberto.
POR QUE DO ELEVADO PREÇO
• Os materiais e a confecção das membranas
empregadas na osmose reversa resultaram de
sofisticadas pesquisas tecnológicas, ligadas à indústria
espacial.
• Em todo o mundo, existem talvez cinco ou seis
fabricantes dessas membranas, dentre os quais a
Monsanto, que desenvolveu pioneiramente a tecnologia,
mediante contrato com a NASA.
MEMBRANAS DE FILTRAÇÃO OU 
SEMI-PERMEÁVEIS
• MEMBRANAS SEMI-PERMEÁVEIS: TRANSFERÊNCIA DA
ÁGUA (PREFERENCIALMENTE) SOB O EFEITO DE UM
GRADIENTE DE PRESSÃO.
• SÃO GERALMENTE CLASSIFICADAS DE ACORDO AO
TAMANHO DOS SEUS POROS:
MICROFILTRAÇÃO (MF), 
ULTRAFILTRAÇÃO (UF),
NANOFILTRAÇÃO (NF), 
OSMOSE REVERSA (RO),
HIPERFILTRAÇÃO (HF)
MICROFILTRAÇÃO 
(MF)
ESTAS MEMBRANAS NÃO MODIFICAM OU ALTERAM A
COMPOSIÇÃO DA SOLUÇÃO, REMOVENDO SOMENTE OS SÓLIDOS
EM SUSPENSÃO, COLÓIDES, BACTÉRIAS, ETC.
NÃO EXISTE NENHUM FENÔMENO DE PRESSÃO OSMÓTICA, OU DE
POLARIZAÇÃO PELA CONCENTRAÇÃO. CONSEQÜENTEMENTE, O
ENTUPIMENTO É DEVIDO A ACUMULAÇÃO DAS PARTÍCULAS NA
SUPERFÍCIE DOS POROS DO MEIO FILTRANTE.
A FILTRAÇÃO É FEITA A FLUXO RADIAL, E RARAMENTE A FLUXO
TANGENCIAL.
ULTRAFILTRAÇÃO (UF)
AS MEMBRANAS EMPREGADAS EM ULTRAFILTRAÇÃO
POSSUEM UMA ESTRUTURA QUE SOMENTE PERMITE A
REJEIÇÃO DOS SOLUTOS DE MAIOR TAMANHO (MACRO-
MOLÉCULAS), E CONSEQÜENTEMENTE TODOS OS OUTROS
TIPOS DE PARTICULADOS TAIS COMO VÍRUS E BACTÉRIAS.
AS VAZÕES ESPECIFICADAS PARA ÁGUA PURA DIMINUEM
DRASTICAMENTE PRINCIPALMENTE POR INCRUSTAÇÃO DE
COLÓIDES NA MEMBRANA E PELA ADSORÇÃO DE DIVERSOS
SOLUTOS, QUE TENDEM A PRECIPITAR PELA ELEVADA
CONCENTRAÇÃO DOS SAIS NA SUPERFÍCIE DE FILTRAÇÃO.
NANOFILTRAÇÃO (NF)
• A NANOFILTRAÇÃO É UM DESENVOLVIMENTO RECENTE, SENDO UMA
VARIAÇÃO DAS MEMBRANAS DE OSMOSE REVERSA, COM AS SEGUINTES
CARACTERÍSTICAS:
• A PASSAGEM DE SAIS MONOVALENTES É RELATIVAMENTE ALTA: ENTRE 30 E
60%
• A PASSAGEM DE SAIS BIVALENTES É SUBSTANCIALMENTE MENOR: ENTRE 1 E
5%
• A PASSAGEM DE SOLUTOS ORGÂNICOS É DO MESMO NÍVEL QUE NAS
MEMBRANAS DE RO
• A OSMOSE REVERSA VAI ALÉM DA NANOFILTRAÇÃO...
RETENÇÃO EM MF, UF, NF E RO
Espécies
Peso
Molecular
(Daltons)
Tamanho
(nm)
Espécies Retidas 
(faixa de utilização
prática)
MF UF RO
Leveduras e Fungos
Bactérias - Células
Coloides
Virus
Proteínas
Polisacarídeos
Enzimas
Açúcares simples
Orgânicos
Ions inorgânicos
10 - 10
 4 6
10 - 10
 4 6
10 - 10
 4 6
200 - 400
100 - 500
10 - 100
10 - 10
 3 4
300 - 10
100 - 10
30 - 300
2 - 10 
2 - 10
2 - 5
0,8 - 1,0
0,4 - 0,8
0,2 - 0,4
 4
 3
NF (HF)
A IMPORTÂNCIA DA PRÉ-
FILTRAÇÃO
• COMO AS MEMBRANAS EMPREGADAS NA OR SÃO DE ELEVADO CUSTO,
POR SE EM IMPORTADAS, ESTAS DEVEM SER RESGUARDADAS E SEU USO
ECONÔMICO DEVE SE LIMITAR À RETENÇÃO DOS DIMINUTOS MATERIAIS
NÃO RETIDOS NOS PROCESSOS ANTERIORES.
• NESSE SENTIDO, OS PRÉ-FILTROS PROTEGEM A INTEGRIDADE FÍSICA DA
MEMBRANA E CONTRIBUEM PARA QUE NÃO HAJA INCRUSTAÇÕES EM SUA
SUPERFÍCIE, GERADAS PRINCIPALMENTE PELO ACÚMULO DE SÓLIDOS.
• SE A ÁGUA DE ALIMENTAÇÃO DA OSMOSE FOR CLORADA, ESTA
NECESSARIAMENTE, PRECISA SER FILTRADA COM CARVÃO ATIVADO, POIS O
CLORO É INCOMPATÍVEL COM A MAIORIA DAS MEMBRANAS.
A IMPORTÂNCIA DA PRÉ-FILTRAÇÃO
A MAXIMIZAÇÃO DO USO DA MEMBRANA
SE DÁ, PELA SOMA DA PRÉ-FILTRAÇÃO E
DA GEOMETRIA DE FLUXO TANGENCIAL
PRESENTE NAS OSMOSES REVERSAS.
Permeado
Concentrado
A EFICIÊNCIA DO PROCESSO
• O PROCESSO DE FILTRAÇÃO POR OSMOSE 
REVERSA GERA DOIS FLUXOS:
• FLUXO DE PERMEADO: FLUIDO FILTRADO
• FLUXO DE REJEITO: CONCENTRADO DE DESCARTE
• POR EXISTIR O REJEITO, O PROCESSO NÃO É 
100% EFICIENTE
LINHA HP
PROJETOS ESPECIAIS