Entre em contato com a Blue Membrane Company
Especificações da série N
Elementos padrão de membrana de nanofiltração
Espiralados de poliamida (N1/N2/N3)
A série N da Blue Membrane apresenta uma membrana de nanofiltração composta de filme fino de poliamida, com rejeição de MgSO4 de 97-98% em 3 níveis de desempenho. Os elementos N1, N2 e N3 têm encaixe 1-1 em vasos de pressão dimensionados para FilmTec NF90 e NF270 e são testados de acordo com protocolos baseados na ASTM (2000 ppm de MgSO4 a 100 psi, 25°C).
0%
REJEIÇÃO MÁXIMA DE MgSO4
8040 / 4040 / 2540
DIMENSÕES DOS ELEMENTOS
ALVO LOCALIZADO
O que determina a rejeição de íons divalentes em elementos padrão de nanofiltração
Engenheiros que selecionam uma membrana de nanofiltração para substituição costumam comparar os índices de rejeição de MgSO₄ de diferentes fabricantes, mas esses valores só podem ser comparados quando as condições de ensaio são iguais. Sem conhecer a concentração da água de alimentação, a pressão, a temperatura e a taxa de recuperação, dois resultados de “97%” podem representar desempenhos muito diferentes em condições reais.
Desafio comum de aquisição no projeto de sistemas industriais de tratamento de água
01
Estrutura da membrana
A maioria das membranas padrão de nanofiltração é composta por uma camada fina de poliamida (TFC) aplicada sobre um suporte poroso de polissulfona, enrolado em espiral.
02
Processo de separação
Esse projeto separa os componentes dissolvidos por meio de 2 processos: um mecanismo físico (limite de corte por peso molecular — MWCO de 200 a 400 Daltons) e um processo de separação baseado em carga elétrica (exclusão de Donnan). Isso permite reter íons divalentes mesmo quando seu tamanho é quase igual ao limite molecular.[1] Uma comparação inadequada costuma decorrer de diferenças no processo de ensaio, e não de diferenças no desempenho da membrana.
03
Operação prática
Uma unidade municipal típica que trata água subterrânea com dureza de 200-400 ppm em CaCO usando a tecnologia da série N rejeitará a mesma concentração de Ca e Mg a 100 psig que o restante do setor de nanofiltração usa para definir a operação padrão de nanofiltração. Íons com carga maior, como os cátions divalentes Ca, Mg e Ba e o ânion divalente SO, são rejeitados com mais eficiência do que os íons monovalentes Na e Cl pela membrana de poliamida com carga negativa a 100 psig. Observa-se rejeição de 97% dos íons que causam dureza, enquanto os íons monovalentes Na e Cl passam em proporções de 20% a 60%, dependendo da salinidade da água de alimentação. Esse desempenho da nanofiltração, junto com a rejeição de 99% de NaCl e a remoção de 97% da dureza causada por Ca e Mg, é verificado em condições operacionais padrão. Assim, é possível comparar a série N com produtos de referência da FilmTec, como NF90 e NF270, sem precisar fazer uma verificação cruzada complexa dos dados de ensaio.
04
Nanofiltração versus osmose reversa
Essa seletividade — alta rejeição de íons divalentes com passagem controlada de íons monovalentes — faz da nanofiltração padrão a tecnologia preferida para abrandamento da água e remoção seletiva de sais. Ao contrário da osmose reversa, que rejeita quase todos os sais dissolvidos a uma pressão de operação de 150–250 psi, a nanofiltração padrão alcança seletividade para íons divalentes com uma pressão de operação 40–60% menor. O custo dessa vantagem é uma redução geral menor dos SDT em comparação com a osmose reversa; isso é intencional e representa a razão fundamental da existência da tecnologia de nanofiltração. A série N da Blue Membrane é uma das opções da nossa linha completa de soluções de membranas de nanofiltração, que inclui produtos resistentes a álcalis e membranas especiais.
Para consultar as especificações e os limites dos parâmetros operacionais da série N, solicite a ficha técnica.
Solicitar ficha técnicaEspecificações dos modelos da série N
A matriz de seletividade da série N abaixo abrange todos os 9 modelos padrão em 3 diâmetros de elementos. Os percentuais de rejeição indicados representam a seletividade da membrana e permanecem consistentes em todos os diâmetros. Os valores de vazão dos modelos 8040 abaixo são certificados e foram obtidos em ensaios reais na fábrica. Os valores dos modelos 4040 e 2540 estão disponíveis na ficha técnica detalhada.
Matriz de seletividade da série N — elementos padrão de nanofiltração
Compradores comparam a rejeição de MgSO₄ sem confirmar se as condições de ensaio eram semelhantes, o que é, de longe, o erro mais comum na avaliação comparativa de membranas. Além disso, todos os dados de um determinado protocolo de ensaio são publicados na web para evitar confusão causada por condições de ensaio diferentes.
Condições padrão de ensaio
2.000 ppm
Solução aquosa de MgSO₄
100 psi (0,69 MPa)
Pressão de alimentação
25°C
Temperatura
7–8
Nível de pH
15%
Taxa de recuperação por elemento
ISO 25175
Protocolo alinhado à ASTM
Avaliação do equilíbrio entre rejeição e vazão
Não sabemos se devemos priorizar a rejeição (N1) ou a vazão de permeado (N3) — a falta de orientação para a seleção leva a atrasos nas compras e a orçamentos de sistemas superdimensionados. As designações N1 / N2 / N3 correspondem diretamente a esse equilíbrio: maximizar a rejeição a 9.000 GPD (N1: 98,0%) ou aceitar rejeição de 97,0% de MgSO₄ em troca de 17–33% mais permeado por elemento (N3: 12.000 GPD), sem aumentar o tamanho do vaso de pressão. A escolha adequada depende dos SDT da água de alimentação, da qualidade desejada do permeado e da taxa de recuperação do sistema.
Orientação de engenharia de aplicação: dimensionamento de sistemas da série N
Pronto para escolher elementos da série N para o seu sistema? Nossa equipe de engenharia determinará o elemento adequado para a água de alimentação.
Solicitar orçamentoGuia de equivalência entre FilmTec NF90 e NF270
Ao comprar uma membrana de nanofiltração de reposição que não seja da FilmTec, o principal risco para os usuários finais é a compatibilidade com o vaso de pressão: “Uma membrana de nanofiltração que não seja da FilmTec vai caber no meu vaso de pressão FilmTec NF90/NF270 atual?” Para quem compra uma substituta, essa é a principal barreira e, no caso dos elementos da série N, a resposta é clara.
Os elementos da série N seguem as dimensões padrão de elementos espiralados: 8040, 4040, 2540. Essas dimensões correspondem exatamente às medidas padrão dos elementos FilmTec NF90 e NF270, assim como aos anéis de vedação de salmoura e às conexões entre coletores. Isso permite instalar os elementos da série N nos vasos de pressão e sistemas FilmTec existentes, sem modificações nos vasos.
Orientação para seleção de engenharia
Se o processo exigir a maior rejeição possível de cálcio e magnésio, selecione o N1-8040 (rejeição estável de 98,0% / rejeição mínima de 97,5%). Se o objetivo de engenharia for maximizar a vazão em um vaso, selecione o N3-8040 para obter o equilíbrio ideal entre vazão e rejeição.
Guia de compatibilidade NF90 / NF270 — série N versus referência FilmTec
(A diferença nem sempre é destacada pelos fabricantes de equipamento original: o N2-8040 tem vazão 17% maior (10.500 contra 9.000 GPD) do que a NF90 equivalente, mantendo a mesma faixa de rejeição de 97,0% — não há redução da rejeição para aumentar a vazão. Em um sistema com alta taxa de recuperação, a vazão determina o número de estágios e o dimensionamento das bombas. Embora muitas membranas de nanofiltração de reposição mais baratas façam alegações de desempenho com base em condições incompatíveis, certificamos todas as membranas da série N com parâmetros de ensaio idênticos para permitir comparações diretas.)
Aplicações: onde a nanofiltração padrão se destaca
Comparação de custos operacionais — Jafari et al. (2021)
11%
CUSTO OPERACIONAL DEVIDO À COLMATAÇÃO NA NANOFILTRAÇÃO
24%
CUSTO OPERACIONAL DEVIDO À COLMATAÇÃO NA OSMOSE REVERSA
A menor parcela de custos relacionada à colmatação representa uma penalidade financeira menor para a nanofiltração, graças à vantagem da pressão de operação. Por isso, ela é a opção econômica em aplicações de redução de dureza e abrandamento da água nas quais o custo operacional ao longo da vida útil é relevante.
Matriz de decisão por aplicação
Tabela de adequação por aplicação — seleção de elementos de nanofiltração da série N
| Aplicação | Série recomendada | Principal critério de desempenho |
|---|---|---|
| Abrandamento de água municipal | N2 / N3 | Rejeição de Ca²⁺/Mg²⁺ >97%; pressão de operação menor que a da osmose reversa |
| Remoção de dureza em processos industriais | N1 | Rejeição de MgSO₄ de 98,0%; desempenho estável da membrana a longo prazo |
| Remoção de matéria orgânica natural da água potável | N1 / N2 | Rejeição de COT e cor; conformidade com os padrões de potabilidade[5] |
| Dessalinização de águas residuais industriais | N2 | Remoção seletiva de íons divalentes; alta vazão de permeado para reúso da água |
| Redução de sulfato na água do mar | N1 | >98% de rejeição de SO₄²⁻ em salinidade e pressão de alimentação elevadas |
| Abrandamento de água subterrânea | N2 / N3 | Alto fluxo de permeado para água de aquíferos com SDT moderados; menor CAPEX por m³/d que o de um sistema de osmose reversa equivalente |
| Pré-tratamento de água ultrapura para semicondutores | N1 | Padrão rigoroso de rejeição; permeado com baixo COT para produção de água ultrapura |
| Clarificação de alimentos e bebidas | N1 | Compostos orgânicos acima de 200 Da são retidos; permeado com qualidade de grau sanitário |
| Remoção de cor de efluentes têxteis | N1 / N2 | Moléculas de corantes (MW >400 Da) são rejeitadas; a água tratada é adequada para reúso |
Consulte nossos elementos de membrana de nanofiltração resistentes a álcalis para aplicações de processo contínuo com pH elevado (>pH10). Se a aplicação do sistema for uma unidade municipal ou residencial dedicada ao abrandamento da água, capaz de alcançar dureza <50 ppm como CaCO, nossa série de membranas de nanofiltração para abrandamento é adequada à água de alimentação e à taxa de recuperação necessárias.
Entre em contato com os engenheiros de aplicação da Blue Membrane para descobrir qual modelo da série N atenderá à composição química da água de alimentação da sua aplicação, à taxa de recuperação desejada e à qualidade de permeado necessária.
Parâmetros operacionais e diretrizes de manuseio
Respeitar os limites operacionais permitidos evita danos permanentes à superfície da membrana composta de filme fino de poliamida. Entre as causas comuns de colmatação e falha prematura de sistemas de nanofiltração estão o SDI sem controle, causado por pré-filtração inadequada, e picos de cloro livre durante o ciclo de desinfecção da água de alimentação. Nossa equipe de suporte técnico interno pode ajudar com a integração do sistema, os parâmetros de comissionamento e a escolha do anti-incrustante.
Membranas de poliamida não se recuperam da exposição a concentrações de cloro acima de 0,1 ppm. A causa mais comum de falha prematura de membranas de nanofiltração em sistemas industriais é a exposição ao cloro acima desse limite, inclusive durante picos breves nos ciclos de desinfecção. Quando a concentração de cloro ultrapassa 0,1 ppm, as ligações amida na camada de barreira de poliamida sofrem hidrólise oxidativa irreversível, aumentando permanentemente a passagem de sais e reduzindo o fluxo de permeado. Esse risco nem sempre é destacado na documentação dos fornecedores de membranas, mas está confirmado para todas as membranas de nanofiltração e osmose reversa TFC de poliamida, inclusive as que seguem a arquitetura padrão do setor.[1] A injeção de bissulfito de sódio ou a filtração com carvão ativado a montante é obrigatória para águas de alimentação municipais cloradas.
Princípio operacional confirmado em: Bargeman (2021), Separation and Purification Technology
Na prática, essa é a escolha que deve ser feita ao projetar um sistema de membrana de nanofiltração: menor pressão de operação e consumo de energia em comparação com sistemas de osmose reversa de água do mar ou água salobra, em troca de uma faixa de tolerância química mais restrita — limite de cloro de .1 ppm e pH de 3-10 para operação contínua. O espaçador de alimentação de 34mil da série N foi projetado para todas as membranas da série, buscando manter uma velocidade de escoamento cruzado consistente e uma queda de pressão por membrana inferior a 15 psi em condições operacionais com água limpa.
Concepção equivocada: a membrana de nanofiltração sofre colmatação com mais facilidade em água dura
A condição ideal para a nanofiltração operar com água dura é que essa água receba o pré-tratamento adequado. Rejeitar Ca/Mg em vez dos sais presentes na solução com menor pressão de operação é precisamente a função para a qual as membranas padrão de nanofiltração foram projetadas. No tratamento de água subterrânea dura, com dureza >300ppm CaCO e taxa de recuperação >75%, é necessário usar um anti-incrustante antes da unidade de nanofiltração para evitar a precipitação de carbonatos. Consulte nossos engenheiros para determinar a escolha e a aplicação corretas do anti-incrustante para sua unidade.
Ferramentas de engenharia para nanofiltração padrão
Acelere o processo de projeto e validação do seu sistema. Use nossas ferramentas de aplicação para encontrar as especificações exatas da série N, verificar a compatibilidade com a composição química da água de alimentação e comparar o desempenho dos elementos lado a lado.
FERRAMENTA_01
Seletor da série N
Informe a vazão de permeado desejada para o sistema, a rejeição de dureza necessária e os parâmetros operacionais para identificar a configuração ideal de elemento N1, N2 ou N3 para os vasos de pressão.
FERRAMENTA_02
Verificador de compatibilidade da água de alimentação
Verifique se a composição química da água de origem está dentro dos limites operacionais seguros para membranas padrão de nanofiltração de poliamida, evitando colmatação prematura, incrustação ou degradação química.
FERRAMENTA_03
Comparação de modelos
Faça uma avaliação técnica lado a lado do portfólio da série N. Compare a área ativa, os índices de rejeição estável e a vazão de permeado (GPD) certificada pela fábrica em todas as dimensões.
Perguntas frequentes
Membranas de nanofiltração — especificações e dúvidas comuns. Este documento de perguntas e respostas aborda problemas e fatores de risco comuns identificados por engenheiros e equipes de compras ao projetar ou substituir um elemento de membrana de nanofiltração. Se tiver outras dúvidas além das respondidas abaixo, envie um e-mail para sales@Blue Membrane.com.
As membranas de nanofiltração rejeitam íons multivalentes (cálcio, magnésio e sulfato) em 97-98%, permitindo a passagem de 20-60% dos sais monovalentes (sódio e cloreto). Já a osmose reversa rejeita >98% de quase todos os sais dissolvidos. A nanofiltração opera com pressão de alimentação 40-60% menor que a da osmose reversa, reduzindo o custo de energia por metro cúbico em aplicações de abrandamento. A nanofiltração é a escolha certa para a remoção seletiva de íons divalentes — não quando é necessário obter permeado com SDT quase nulos.
Sim. O elemento da série N é fabricado nas dimensões 8040 (8×40), 4040 (4×40) e 2540 (2.5×40), no formato padrão de elemento espiralado. Todos os tamanhos de elementos da série N são intercambiáveis com os elementos FilmTec N-series 90 e NF270 em vasos padrão para membranas 8040, 4040 e 2540, além de serem compatíveis com vasos FilmTec padrão, anéis de vedação de salmoura e conexões. Não é necessário modificar os vasos nem os componentes existentes do sistema.
N1-8040, rejeição estabilizada de MgSO de 98,0% (mín. 97,5%), com permeado de 9.000 GPD em uma área ativa de 400 ft2 (34.0 m2). Testado com 2.000 ppm de MgSO, a 100 psi (0,69 MPa), 25C, pH 7-8, recuperação de 15% por elemento, conforme protocolo padrão da FilmTec para comparação. Envie o relatório de ensaio da fábrica para obter o certificado.
Não. O nível de cloro livre deve ser mantido abaixo de 0,1 ppm. Acima desse limite, ocorre oxidação irreversível e aumento permanente da passagem de sais pela barreira de poliamida. Isso costuma não estar indicado nas fichas técnicas dos distribuidores, mas se aplica a todas as membranas de nanofiltração TFC de poliamida. Se a fonte de água municipal for clorada, é obrigatório injetar bissulfito de sódio ou usar carvão ativado granular antes do estágio de nanofiltração.
As 3 séries rejeitam 97-98% de MgSO₄ dos íons divalentes, mas apresentam diferentes combinações de rejeição e vazão. A N1 oferece rejeição máxima (98,0%) a 9.000 GPD por elemento 8040. A N2 oferece rejeição de 97,0% em troca de 17% mais permeado (10.500 GPD). A N3 maximiza a vazão, com 12.000 GPD — 33% a mais que a N1 — mantendo rejeição de 97,0%. Escolha N1 quando a pureza rigorosa for prioritária; escolha N3 quando a produção do sistema e o número de vasos forem prioritários.
Em alta no momento
