Jornal de Ciência e Tecnologia de Membranas

Abstrato

Visão dos estágios iniciais do dimensionamento da sílica empregando uma abordagem de microscopia eletrónica de varrimento e de força atómica

Bogdan C Donose, Greg Birkett e Steven Pratt

O desempenho da dessalinização por osmose inversa (RO) pode ser limitado pela incrustação da membrana. Particularmente preocupante é a incrustação de sílica, que uma vez depositada na membrana é extremamente difícil de remover. Neste trabalho foi considerada a deposição de nanopartículas ricas em sílica. Foi desenvolvido um novo método de preparação de amostras in situ para uma investigação microscópica da deposição e adesão das nanopartículas ricas em sílica. O método envolve a colocação de um wafer de sílica limpo em salmoura agitada para recolher partículas e simular as fases iniciais de incrustação. As superfícies ‘escaladas’ foram caracterizadas por microscopia eletrónica de varrimento (MEV) e microscopia de força atómica (AFM). Foram testadas salmouras modelo, com composição e concentração variadas de nanopartículas, catiões e orgânicos, bem como salmoura rejeitada de uma instalação de tratamento de água operacional em grande escala. A microscopia revelou que as nanopartículas ricas em sílica foram depositadas em todas as águas, com as nanopartículas mais pequenas a fixarem-se mais facilmente ao wafer em comparação com as maiores. A presença de orgânicos aumentou a adesão das nanopartículas enquanto que os catiões divalentes (Ca2+ e Mg2+) diminuíram a adesão das nanopartículas. Estes resultados têm implicações para a avaliação, seleção e operação de processos de pré-tratamento de OR e estratégias de dosagem química, particularmente a exigência de troca iónica de cátions de ácido fraco (WAC-IX) e produtos químicos anti-incrustantes, respetivamente.