Trabalho de TQI- Métodos para retirar sais inorgânicos gerados no tratamento de água.

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Nome: Larissa Viana Cerqueira
Professora: Nadjma Souza
Turma: 4° QUI-N
Métodos para retirar sais inorgânicos gerados no tratamento de água.
 A água em seu estado natural, nunca é absolutamente pura, pois sendo um solvente universal dissolve parte de tudo aquilo que toca. Muitas vezes essas águas contêm metais pesados e outros produtos tóxicos ao meio ambiente e por isso necessitam de uma recuperação, um dos métodos empregados no tratamento da água é a desmineralização. A água desmineralizada é a mais pura para ser utilizada nos processos industriais, pois esta tem todos os sais minerais naturalmente presentes em água removidos. Somente as substâncias que se ionizam podem ser removidas com resinas. Dentro das utilizações cabíveis destacamos as indústrias farmacêuticas, químicas, alimentícias, de bebidas e notadamente para geração de vapor em caldeiras de alta pressão. Dois exemplos desse processo são a Osmose Reversa e a Troca Iônica.
 A Osmose Reversa é o nível mais elevado de filtração disponível. A membrana de OR age como uma barreira à todos os sais e moléculas inorgânicas dissolvidas, como também moléculas orgânicas com um peso molecular maior que aproximadamente 100. Por outro lado, moléculas de água atravessam a membrana que cria um fluxo de produto purificado livremente. Rejeição de sais dissolvidos é tipicamente 95% para maior que 99%. A tecnologia de osmose reversa através de membranas é reconhecida como a tecnologia que oferece a opção de processo mais efetiva e econômica atualmente disponível. De sistemas de pequeno a grande porte, os sistemas de osmose podem ser utilizados tanto com água salobra como água do mar. A água permeada produzida satisfaz a maioria dos padrões aplicáveis para controle de qualidade de água potável. A osmose reversa pode reduzir custos de regeneração e desperdício de água quando utilizada independentemente ou em combinação com outros processos, como troca iônica. Ele também pode produzir água de qualidade elevada, ou, quando utilizado junto com processos de destilação térmicos, pode melhorar utilização de recurso em geração de energia.
 O fenômeno de osmose ocorre quando água pura flui de uma solução salina de baixa concentração para uma solução salina de maior concentração, separadas por uma membrana. Este fenômeno de osmose pode ser observado na figura abaixo. A membrana semipermeável está localizada entre as duas soluções, sendo esta membrana permeável somente para a água e não para os sais ou íons de sais dissolvidos. Coloca-se então uma solução salina em um compartimento e água pura no outro. Como regra elementar da natureza, o sistema vai tentar entrar em equilíbrio, isto é, o sistema vai tentar atingir a mesma concentração em ambos os lados da membrana. A única maneira de se alcançar o equilíbrio é com água passando do compartimento da solução pura para o compartimento da solução salina, diluindo esta solução.
 A Troca Iônica é a troca de íons de mesmo sinal entre uma solução e um corpo sólido muito insolúvel, em contato com ela. O sólido (trocados de íons) deve conter, como é claro, seus próprios íons, para que a troca se processe com rapidez, e na extensão suficiente para ter interesse prático, o sólido deve ter uma estrutura molecular aberta, permeável de modo que os íons e as moléculas do solvente possam mover-se para dentro e para fora da estrutura. Muitas substâncias naturais (certas argilas) e artificiais, têm propriedades de troca iônica, mas nos trabalhos analíticos os trocadores orgânicos sintéticos são os de maior interesse, embora alguns materiais inorgânicos, como o fosfato de zirconila e o 12-molibdofosfato de amônio, também tenham capacidade de troca iônica útil e encontrem aplicações especializadas. A técnica de separação por troca iônica tem amplo uso na indústria. O tratamento de água deve ser adaptado ao emprego particular projetado para água, tendo cada indústria sua exigências especiais de tratamento. Por exemplo, as lavanderias precisam de água com dureza nula para impedir que sejam precipitados sabões de cálcio e magnésio sobre as roupas. Os sais de cálcio, de magnésio e de ferro provocam precipitados indesejáveis com certos corantes nas indústrias de tecidos e na manufatura de papel. 
 No processo, o contato da resina orgânica com a solução aquosa é executado por duas vezes consecutivas. Na primeira vez, os íons do metal de valor são transferidos da solução aquosa inicial (lixívia) para a resina; na segunda, passam dela para uma solução aquosa final, da qual será obtido o metal. A resina é escolhida por ser uma substância onde somente os íons desejados possuem alta afinidade; como resultado – tomando-se os cuidados para que a solução aquosa final seja de pequeno volume – obtém-se uma solução com uma concentração maior dos íons do metal de valor e (idealmente) livre de íons nocivos. A transferência dos íons entre a lixívia e a resina orgânica é chamada de carregamento e a sua transferência, dessa para a solução aquosa final, de eluição. O processo se realiza em batelada ou de forma contínua. No primeiro caso usa-se três reatores: enquanto o primeiro está sendo carregado, o segundo recebe a solução aquosa excedente do primeiro. Ao mesmo tempo, o terceiro sofre a eluição. Ao final do carregamento, o primeiro reator passa à etapa de eluição, enquanto que o segundo passa à etapa de carregamento, assim por diante (Figura 5.1). No segundo caso, a resina (em partículas) transita entre um reator onde somente se dá a etapa de carregamento e outro onde só é realizada a etapa de eluição.