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Osmose reversa, Notas de estudo de Gestão Ambiental

Osmose reversa filtro que separa o solvente do soluto

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 17/11/2010

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princess-valdombrine-8 🇧🇷

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A osmose inversa ou osmose reversa é um processo de separação em que um
solvente é separado de um soluto de baixa massa molecular por uma
membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto. Isso ocorre quando
se aplica uma grande pressão sobre este meio aquoso, o que contraria o fluxo
natural da osmose. Por essa razão o processo é denominado osmose reversa.
Em osmose inversa, as membranas retêm partículas cujo diâmetro varia entre
1 e 10 Å(2). As partículas retidas são solutos de baixa massa molecular como
sais ou moléculas orgânicas simples.
A pressão osmótica das soluções é proporcional a concentração de soluto.
Para que a produção de permeado seja razoável, a diferença de pressão
hidrostática através da membrana tem que ser elevada, para água, varia entre
3 e 100 atm(2).
Os usos da osmose reversa são diversos, sempre relacionados à separação de
ions. Dentre eles é possível citar:
Dessalinização de água do mar: Tanto para consumo humano quanto
para
outros processos, a membrana de Osmose Reversa pode reduzir a
concentração de cloreto de sódio de 35.000mg/L para 350mg/L.
Irrigação: Um dos problemas da agricultura é a acumulação de sais no
solo em
função da irrigação com água de rios ou poços. A partir de certo patamar os
sais tornam-se nocivos às plantações. A Osmose Reversa é capaz de remover
este excesso de sais de forma economicamente viável.
Alimentação de caldeiras: Caldeiras exigem água puríssima, pois a
evaporação
da água causa a incrustração da superfície dos tubos pelos sólidos presentes
na mesma, reduzindo a transferência de calor, aumentando o consumo de
combustível e o risco de explosões. A osmose reversa, assim como a troca
iônica, têm sido o tratamento mais utilizado nestes casos.
Produção de produtos químicos: Hospitais, conglomerados
farmacêuticos e
laboratórios utilizam o processo de Osmose Reversa para garantira máxima
pureza em seus produtos. Processos de hemodiálise são alimentados com
água desmineralizada ou destilada.
Recuperação de águas residuais na indústria
Concentração de sucos, proteínas e vinho na indústria alimentícia.
Comparada ao processo de troca iônica, muito utilizado para a remoção de
ions em águas industriais, a osmose reversa tem a vantagem de dispensar a
etapa de regeneração, um processo que interrompe a produção e ao mesmo
tempo consome uma grande quantidade de produtos químicas (ácidos e bases
fortes). Como desvantagem existe a geração de um fluxo de rejeito, solução
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A osmose inversa ou osmose reversa é um processo de separação em que um solvente é separado de um soluto de baixa massa molecular por uma membrana permeável ao solvente e impermeável ao soluto. Isso ocorre quando se aplica uma grande pressão sobre este meio aquoso, o que contraria o fluxo natural da osmose. Por essa razão o processo é denominado osmose reversa.

Em osmose inversa, as membranas retêm partículas cujo diâmetro varia entre 1 e 10 Å(2). As partículas retidas são solutos de baixa massa molecular como sais ou moléculas orgânicas simples.

A pressão osmótica das soluções é proporcional a concentração de soluto. Para que a produção de permeado seja razoável, a diferença de pressão hidrostática através da membrana tem que ser elevada, para água, varia entre 3 e 100 atm(2).

Os usos da osmose reversa são diversos, sempre relacionados à separação de ions. Dentre eles é possível citar:

  • Dessalinização de água do mar: Tanto para consumo humano quanto para

outros processos, a membrana de Osmose Reversa pode reduzir a concentração de cloreto de sódio de 35.000mg/L para 350mg/L.

  • Irrigação: Um dos problemas da agricultura é a acumulação de sais no solo em função da irrigação com água de rios ou poços. A partir de certo patamar os sais tornam-se nocivos às plantações. A Osmose Reversa é capaz de remover este excesso de sais de forma economicamente viável.
  • Alimentação de caldeiras: Caldeiras exigem água puríssima, pois a evaporação da água causa a incrustração da superfície dos tubos pelos sólidos presentes na mesma, reduzindo a transferência de calor, aumentando o consumo de combustível e o risco de explosões. A osmose reversa, assim como a troca iônica, têm sido o tratamento mais utilizado nestes casos.
  • Produção de produtos químicos: Hospitais, conglomerados farmacêuticos e laboratórios utilizam o processo de Osmose Reversa para garantira máxima pureza em seus produtos. Processos de hemodiálise são alimentados com água desmineralizada ou destilada.
  • Recuperação de águas residuais na indústria
  • Concentração de sucos, proteínas e vinho na indústria alimentícia.

Comparada ao processo de troca iônica , muito utilizado para a remoção de ions em águas industriais, a osmose reversa tem a vantagem de dispensar a etapa de regeneração, um processo que interrompe a produção e ao mesmo tempo consome uma grande quantidade de produtos químicas (ácidos e bases fortes). Como desvantagem existe a geração de um fluxo de rejeito, solução

com elevadas concentrações de sais em volumes de até 50% da alimentação total.

Como funciona a osmose reversa?

Para entender a "osmose reversa", vamos começar compreendendo a osmose normal. De acordo com o Merriam-Webster's Collegiate Dictionary, a definição de osmose é "o movimento de um solvente através de uma membrana semipermeável (como a de uma célula viva) para uma solução com maior concentração de soluto. Este movimento tem como objetivo balancear a concentração de soluto nos dois lados da membrana". Isso soa bem. Mas para entender o que tudo isso significa, esta figura é mais útil:

Na esquerda, existe um becker cheio de água e um tubo parcialmente submerso na água. O nível de água no tubo é o mesmo nível de água no becker. Na figura central, a extremidade do tubo foi selada com uma "membrana semipermeável" e metade do conteúdo do tubo foi preenchido por uma solução com sal. Inicialmente, os níveis da solução com sal e de água são iguais, mas com o tempo algo inesperado acontece: o nível da água no tubo começa a subir. Esse aumento é causado pela "pressão osmótica".

Uma membrana semipermeável é uma membrana que deixa passar alguns átomos ou moléculas, mas outros não. O polímero é uma membrana, mas é impermeável a quase tudo que conhecemos. O exemplo mais comum de membrana semipermeável é o seu intestino ou as paredes celulares que o formam. Gore-tex é outro tipo de membrana semipermeável. Esta membrana é formada por uma camada de filme plástico extremamente fino, com bilhões de pequenos poros. Os poros são grandes o suficiente para deixar o vapor d'água passar, mas pequenos o suficiente para impedir a passagem da água em estado líquido. Veja esta página (em inglês) para mais informações sobre o Gore-tex).