Melhores sensores de pH para estações de tratamento de águas residuais

Você sabe quanta água é desperdiçada sem nenhum tratamento? De acordo com o relatório da UNESCO de 2023, mais de 80% das águas residuais são descartadas sem tratamento, aumentando a poluição ambiental. Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6, 13 e 14 focam em água limpa, meio ambiente e vida marinha, o que só pode ser alcançado quando as águas residuais são tratadas antes de serem reutilizadas ou descartadas em rios e mares.

Em países desenvolvidos com regulamentações e medidas de proteção ambiental rigorosas, a água contaminada proveniente de diversas fontes, como residências e indústrias, é coletada em tanques e enviada para estações de tratamento de esgoto, onde é processada antes de ser descartada. De acordo com a EPA (Agência de Proteção Ambiental dos EUA), diversos parâmetros precisam ser monitorados após o processamento do esgoto e antes de seu descarte no meio ambiente, sendo os 5 principais: DQO (Demanda Química de Oxigênio), DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), SST (Sólidos Totais em Suspensão), amônia e pH.

O pH é um parâmetro vital medido em vários pontos da estação de tratamento, portanto, monitorá-lo com um sensor de pH é crucial. Este artigo explicará passo a passo o princípio de funcionamento, os tipos e os usos e aplicações comuns dos sensores de pH em estações de tratamento de efluentes.

Introdução aos sensores de pH para tratamento de águas residuais

1.1 Como funcionam os sensores de pH

Ao usarmos a palavra pH em nosso dia a dia, paramos para pensar no que o pH nos diz? É a concentração de íons de hidrogênio (H+) em uma solução. Quando o pH é igual a 7, significa água neutra/pura. Quando o pH é menor que 7, significa ácido (alta concentração de íons H+); pH maior que 7 significa básico (baixa concentração de íons H+). Em estações de tratamento de água, o pH varia de 5 a 9 em diferentes estágios.

O princípio de funcionamento do sensor de pH para água é eletroquímico. Um sensor de pH possui um eletrodo de referência feito de prata ou cloreto de prata, que é acoplado a um eletrodo de vidro (com um gel hidratado). O eletrodo de vidro atua como elemento sensor, permitindo que os íons de hidrogênio interajam com o gel ao entrarem em contato com a solução. Essa interação gera uma diferença de potencial (DP) devido à diferença na concentração de íons H+ na amostra e entre o eletrodo de referência e o sensor. Essa DP reflete a concentração de íons H+, que se traduz em valor de pH utilizando a Equação de Nernst.

Sendo um dos fatores que determinam as características da água, o pH é essencial para o seu monitoramento. Em estações de tratamento de efluentes, processos como coagulação e precipitação dependem do pH. Além disso, ele afeta a taxa de atividade microbiana no tratamento biológico. Tubulações e equipamentos metálicos em indústrias são afetados pela concentração de íons de hidrogênio; baixas concentrações aumentam as chances de incrustação e entupimento, enquanto altas concentrações podem causar corrosão.

1.2 Usos comuns no monitoramento de águas residuais

Os sensores são usados ​​para fins de monitoramento; os sensores de pH também têm ampla aplicação em diversos domínios do tratamento de águas residuais, alguns dos quais são apresentados abaixo:

• Tratamento de Esgoto: O pH é monitorado e controlado em várias etapas do ciclo de tratamento. O monitoramento visa essencialmente manter um determinado pH; por exemplo, nos tanques de aeração, o crescimento de microrganismos depende muito de valores de pH entre 6,5 e 8,5. Além disso, durante a digestão aeróbica no processamento de lodo, o pH é mantido entre 6,8 e 7,5.

• Indústria Química: Os efluentes da indústria química são significativamente contaminados; portanto, o tratamento e o monitoramento adequados, especialmente do pH, fazem parte da lista de verificação antes do descarte.

• Galvanoplastia: Sensores de pH são colocados próximos ao ponto de descarga para detectar e controlar a acidez ou alcalinidade. Como a galvanoplastia utiliza soluções ácidas e alcalinas, o monitoramento é necessário.

• Agricultura: O escoamento superficial de terras agrícolas contém fertilizantes, pesticidas e outros poluentes que devem ser monitorados antes de serem lançados em lagos ou rios próximos. Dependendo do uso de produtos químicos e da fertilidade do solo, a água de escoamento pode ser ácida ou alcalina, e monitores de pH são instalados para controlá-la.

Os sensores Rika são ideais para ambientes agressivos e oferecem resultados confiáveis. O RK500-12 é um sensor de pH para água, utilizado para medir o pH de soluções líquidas. Ele foi projetado com compensação automática de temperatura (ATC) e proteção contra partículas sólidas e líquidas. Proporciona resultados precisos em qualquer aplicação de tratamento de efluentes. Os sensores Rika garantem conformidade com as normas ambientais, com eficiência e durabilidade.

Características dos melhores sensores de pH para tratamento de águas residuais

♦ Alta precisão e estabilidade

Em um ambiente onde cada detalhe é crucial, medições incorretas podem levar a sérios problemas. Pequenas variações de pH podem comprometer todo o processo em estações de tratamento de efluentes. Consequentemente, os sensores de pH devem ser altamente estáveis ​​e precisos para atender aos requisitos de conformidade.

O sensor Rika (RK500-12) oferece a melhor qualidade disponível para medição de pH, com precisão de ±0,05 e estabilidade para monitoramento contínuo, apresentando variação de ≤0,01 em 24 horas. Com tamanha precisão e estabilidade, o RK500-12 é recomendado para todas as estações de tratamento de efluentes.

♦ Compensação de temperatura e tempo de resposta

O pH depende da temperatura; ao contrário dos valores de calibração fixos, um sensor de pH deve se ajustar às variações de temperatura por meio da compensação automática de temperatura (ATC). Esse recurso de ATC está disponível no sensor de pH líquido RK500-12 (faixa: 0 a 80 °C), mas é opcional e permite que o usuário o utilize de acordo com as necessidades do sistema; é especialmente recomendado em sistemas de tratamento de efluentes com grandes variações de temperatura.

Além disso, o tempo de resposta é essencial para aplicações de monitoramento contínuo, visto que as condições são dinâmicas. O RK500-12 responde a mudanças em um sistema com fluxo em menos de 8 segundos e em 14 segundos em um sistema estático.

♦ Design robusto e à prova d'água

A construção à prova d'água da sonda de pH permite que ela forneça resultados a longo prazo em condições adversas. O modelo RK500-12 possui classificação de proteção IP68. IP significa proteção contra entrada de partículas, onde o número 6 indica proteção contra poeira e partículas, e o dígito 8 significa que é à prova d'água e permite submersão durante operação contínua em até 3 metros de profundidade. Além disso, a carcaça do sensor é feita de plástico ABS ou PPS, o que proporciona resistência à corrosão. Adicionalmente, esses sensores são projetados para instalação em tubulações devido às suas extremidades roscadas NPT3/4.

♦ Fácil integração de saída

A saída de um sensor pode ser analógica ou digital, dependendo dos requisitos do sistema; as saídas analógicas são geralmente utilizadas em instrumentação de campo, enquanto as saídas digitais são usadas no monitoramento em salas de controle. O RK500-12 possui saídas duplas: analógica de 4–20 mA e digital RS-485 (protocolo Modbus). Ambas as saídas são compatíveis com sistemas SCADA e PLC e são fáceis de instalar, adquirir dados e monitorar.

♦ Manutenção simples e longa vida útil

A manutenção dos sensores é simples e, com cuidados regulares, a vida útil dos sensores pode ser prolongada. A calibração é uma parte essencial da manutenção dos sensores. Sensores de pH usados ​​em água limpa requerem calibração a cada 6 meses, enquanto a calibração para água poluída deve ser feita a cada 3 meses. A limpeza também faz parte da manutenção; os sensores podem ser limpos com álcool (para contaminação orgânica), solução de cloreto de potássio (para remoção de incrustações) ou solução diluída de HCl ou hidróxido de sódio (para remoção de contaminação inorgânica ou ácida).

Sensores de pH recomendados para estações de tratamento de águas residuais

3.1 Sensor de pH líquido RK500-12

Ao priorizar a sustentabilidade e construir sistemas avançados e robustos para lidar com o desperdício de água, os equipamentos instalados precisam ser inteligentes e contar com tecnologia de ponta. A Rika Sensor está focada no futuro e em fornecer sensores confiáveis ​​e adaptáveis. O sensor de pH líquido RK500-12 é um sensor único, projetado para uso tecnológico moderno com características avançadas. Possui uma ampla faixa de medição, de 0 a 14, abrangendo soluções básicas, ácidas e neutras. É à prova d'água, submersível e projetado para condições ambientais extremas, atendendo aos critérios de classificação de proteção IP68. Além disso, o ATC (Controle Automático de Temperatura) opera com eficiência de 0 a 80 °C e ajusta o pH de acordo com as variações de temperatura.

O RK500-12 é simples de instalar, limpar e manter, além de ser altamente preciso e exato. Devido à sua ampla gama de aplicações, pode ser utilizado em estações de tratamento de esgoto, indústrias de papel e celulose, indústrias farmacêuticas e agricultura.

3.2 Sensor de Qualidade da Água Multiparâmetro RK500-09

Para uma solução completa, a Rika Sensor apresenta o sensor multiparâmetro RK500-09, que mede oito parâmetros de qualidade da água: condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda química de oxigênio, potencial de redução de oxigênio, amônia, temperatura e pH. Este sensor registra todos os parâmetros essenciais simultaneamente, reduzindo a necessidade de sensores individuais. O RK500-09 também possui uma unidade de limpeza automática que inibe a bioincrustação e, consequentemente, economiza tempo de manutenção. Este sensor é a escolha ideal para indústrias que buscam uma solução completa.

3.3 Sensor de pH de uso geral SE555

A Knick projetou o sensor de pH multifuncional SE555 para suportar ambientes agressivos com altas temperaturas de até 135 °C e pressões de até 6 bar, tornando-o a escolha perfeita para as indústrias química, alimentícia e de bebidas, além de estações de tratamento de efluentes. Diferentemente do RK500-12, o sensor possui uma ampla faixa de medição de 0 a 14 e é fabricado com materiais duráveis. Além disso, é compatível com PLCs e SCADAs, permitindo a aquisição eficiente de dados e o controle de processos. O SE555 utiliza a tecnologia Memosens, eliminando problemas de corrosão nos pontos de conexão. Adicionalmente, esses sensores são certificados para instalação em áreas classificadas como perigosas.

3.4 Sensor de pH digital CPS11E Memosens

O sensor de pH Endress+Hauser CPS11E é uma excelente opção, oferecendo alta confiabilidade, precisão e longa vida útil em condições industriais severas. Este sensor utiliza a tecnologia Memosens 2.0, que minimiza os efeitos da corrosão e da umidade nas placas de conexão. Assim como outros sensores, sua faixa de medição é de 0 a 14. Opera a uma temperatura de até 135 °C e suporta alta pressão de até 17 bar. Este sensor de pH pode armazenar dados de calibração e processamento por um longo período, auxiliando na manutenção preditiva. É utilizado em indústrias químicas, de geração de energia e em sistemas de purificação de água.

3.5 InPro 3253i

Para solucionar problemas com sensores de pH, a Mettler Toledo apresenta o sensor de pH InPro 3253i, inteligente e especialmente projetado para as indústrias farmacêutica, alimentícia e química. Ele compartilha especificações semelhantes com outros sensores, apresentando uma faixa de medição de 0 a 12, operando a 140 °C e funcionando bem até 4 bar de pressão. A função ISM (Gerenciamento Inteligente de Sensores) torna este sensor inteligente e único, fornecendo informações em tempo real sobre o estado do sensor, auxiliando na manutenção preditiva. Assim como o sensor, se você é inteligente, opte por este sensor robusto e inteligente.

Conclusão

Para competir na quarta revolução industrial, onde a automação, a inovação e a digitalização estão no seu auge, os produtos manufaturados não devem ser apenas bons, mas excepcionais. Sensores de pH para água com características como alta precisão, compensação de temperatura, classificação IP, design robusto, longa vida útil e compatibilidade podem ajudar a operar estações de tratamento de águas residuais com eficiência. Além disso, podem contribuir para o alcance de metas de sustentabilidade de acordo com as normas ambientais.

Se você busca sensores de pH de alta qualidade, considere a Rika. Seu objetivo é garantir produtos bem projetados e altamente compatíveis. Os sensores de pH Rika RK500-12 e RK500-09 são dois ótimos exemplos da combinação de precisão e abrangência. Ambos os sensores são confiáveis ​​e utilizados em diversas aplicações industriais. O RK500-09 é um pacote completo que mede 8 parâmetros simultaneamente com um sistema de limpeza automática, enquanto o RK500-12 possui alta precisão de ±0,05 pH, classificação de impermeabilidade IP68 e um recurso opcional de compensação automática de temperatura. A Rika oferece uma variedade de sensores modernos e inovadores para aplicações industriais. Visite o site https://www.rikasensor.com/ para explorar toda a sua linha de produtos.

Sensores de pH são vitais para o tratamento de águas residuais.

Perguntas frequentes

P1: Com que frequência devo calibrar meu sensor de pH?

A calibração é realizada para garantir resultados confiáveis ​​e precisos do equipamento. Quando usados ​​em água limpa, os sensores de pH requerem calibração a cada 6 meses e, para águas residuais típicas, a cada 3 a 6 meses. Sensores como o RK500-12 permitem uma calibração fácil, sem a necessidade de ferramentas profissionais.

Q2: Qual é a vida útil de um sensor de pH?

A vida útil é um termo relativo que depende do uso e dos cuidados com o equipamento. Sensores típicos, como o Rika RK500-12, duram de 12 a 24 meses, dependendo da qualidade da água e da frequência de manutenção. A vida útil também depende do tipo de sensor.

P3: Os sensores de pH podem medir em soluções não aquosas?

As sondas de pH são projetadas para ambientes aquosos, como água ou efluentes. Elas fornecem valores instáveis, variáveis ​​e flutuantes em álcoois, óleos e solventes orgânicos. Os sensores de pH para água com eletrodos tradicionais baseiam-se na medição da atividade do hidrogênio em soluções aquosas.

Q4: Os sensores de pH podem ser usados ​​em ambientes de alta temperatura?

Sim, a maioria dos sensores de pH são projetados para ambientes extremos, com temperaturas de até 135 °C. Sensores como o RK500-12 são eficazes de 0 a 80 °C e incluem compensação de temperatura opcional para leituras estáveis.