Osmosis y Osmosis Inversa
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Este documento trata sobre varios temas relacionados con la química del agua, incluyendo: 1) La ósmosis inversa y su uso para separar agua pura de contaminantes y sales. 2) La coagulación y floculación química para aglutinar sustancias coloidales en el agua. 3) Diferentes métodos para la remoción de fosfatos en el agua, incluyendo la eliminación biológica y la adsorción.
Osmosis y Osmosis Inversa
- 1. Universidad del Zulia Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Catedra: Química del Agua Maracaibo – Estado Zulia Integrantes: Barboza Armando – Flores Andreina – Morillo Yrelba Navarro Yefreide – Pineda Jesús – Tudares Gabriel
- 2. Es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un Solvente a través de una Membrana Semipermeable. sin gasto de energía Extraer el agua pura del medio ambiente.
- 3. Una membrana semipermeable es una barrera que sólo permite pasar a ciertas sustancias y bloquea el paso a todas las demás. Ejemplo El agua del suelo pasa por difusión a través de las membranas de las raíces para diluir la alta concentración de sales que normalmente tiene la Salvia de la planta.
- 4. Proceso en el cual se fuerza al agua a pasar a través de una membrana Semi-permeable
- 5. Más Rentable Es la tecnología Que se esta Usando Como se observa en la gráfica por medio de la ósmosis inversa podemos separar el agua pura de un sin fin de contaminantes e inclusive sales.
- 6. Cuadro comparativo de la ósmosis inversa vs. Otros sistemas de filtración de alta tecnología
- 7. La química de superficies es una rama especial de la química física Las moléculas de la superficie se encuentran en un ambiente diferente de las moléculas del interior de la fase. Se ocupa de los fenómenos que tienen lugar en esta región, y que son de aplicación en la industria de los catalizadores, detergencia, intercambio de materia etc.
- 8. El estudio de las dispersiones submicroscópicas, pero la palabra “coloide” se emplea con frecuencia para incluir suspensiones groseras, emulsiones, películas, plásticos, etc. Coloides Partículas, de naturaleza cristalina o no, cuyos diámetros oscilan entre 1 y 100 nm.
- 9. Se utiliza para hacer referencia a todo aquel acto que tenga ver con quitar algo de su lugar. La remoción puede llevarse a cabo respecto de objetos o de elementos así como también de personas de un cargo o de un puesto en el que se encuentran normalmente.
- 10. REMOCIÓN DE SÓLIDOS O CRIBADOS La remoción de los solidos habitualmente se realiza mediante el cribado.
- 11. REMOCIÓN DE SÓLIDOS O CRIBADOS Los solidos que se remueven son de gran tamaño, por ejemplo , botellas , palos, bolsas, llantas etc. Con se evita tener problemas en la planta de tratamiento de aguas, ya que si no se remueve estos solidos pueden llegar a tapar tuberías o dañar algunos equipos.
- 12. REMOCIÓN DE ARENA Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluyen canal de área donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de esta tomen partículas, pero todavía se mantienen la mayoría del material orgánico con el flujo.
- 13. Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. REMOCIÓN DE ARENA
- 14. APLICACIÓN DE LA REMOCIÓN Aplicaciones de remoción. El fósforo es un componente habitual de las aguas naturales, pero también existen fuentes humanas de fosfatos, provenientes de la industria o de las aguas servidas, e incluso de la agricultura. Las cantidades excesivas de fosfatos en aguas naturales llevan a desequilibrios ecológicos por la eutrofización y gran descenso de los niveles de oxígeno, por lo que se encuentra limitada su descarga a dichos cuerpos. Existen diversos métodos para la remoción de fosfatos que han sido utilizados y optimizados a lo largo de los años, pudiéndose resumir de la siguiente manera: Eliminación biológica de fósforo / Filtración. Adsorción sobre medios específicos: Hidróxido de Hierro Granular. Ósmosis Inversa.
- 15. PROCESO DE FILTRADO QUÍMICO La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado.
- 18. ELIMINACIÓN BIOLOGICA DEL FOSFÓRO La eliminación biológica del fosforo en las aguas residuales es la aplicación mas ampliamente utilizada, ya que implica la eliminación de fosfatos en los solidos suspendidos. Orto fosfatos Solubles Poli Fosfatos Inorgánicos Fosfatos Orgánicos
- 19. Fenómeno de desestabilización de las partículas coloidales, que puede conseguirse a través de la neutralización de sus cargas eléctricas con la adición de un coagulante.
- 20. APLICACIONES DE LA COAGULACIÓN Podemos mencionar tres casos: Las sales de Fe3 como el cloruro de Hierro ya que se puede utilizar en estado solido y disoluciones. Las sales de AL3 como el Sulfato de Aluminio presenta la ventaja de mayor porcentaje en peso de aluminio. Los Poli- Electrolitos pueden ser naturales o sintéticos y las cantidades a dosificar son mucho menores q para las sales.
- 21. Es la fuerza que hace la superficie, no es fuerza dividida por el área de la superficie, sino dividida por la longitud del perímetro de esa superficie).
- 22. Por ejemplo, Donde F es la fuerza que debe hacerse para "sujetar" una superficie de ancho l. El factor 2 en la ecuación se debe a que una superficie tiene dos "áreas" (una por cada lado de la superficie), por lo que la tensión superficial actúa doblemente la células y los capilares están compuestos por membranas semipermeables que controlan el flujo gracias a la tensión superficial.
- 23. Algunos valores de la Tensión Superficial son: Líquido Temperatura líquido (ºC) Tensión superficial (N/m) Petróleo 0º 0,0289 Mercurio 20º 0,465 Agua 0º 0,0756 20º 0,0727 50º 0,0678 100º 0,0588
- 26. Las reacciones químicas en el suelo ocurren en la superficie de las partículas constituyentes.
- 29. PROCESOS AMBIENTALES DEL INTERCAMBIO IONICO 1. Suavizador de agua (Eliminación de dureza) 2. Descarbonatación (Eliminar bicarbonato) 3. Descationización (Eliminación de todos los cationes) 4.Desmineralización (Eliminación de todos los iones) 5. Lechos mezclados pulidos o mixtos (Nitratos y desmineralización) 6. Eliminación de Nitratos 7. Eliminación de Metales
- 30. 1. Suavizador de Agua (Eliminación de dureza) Aquí el ejemplo del calcio: 2 R-Na + Ca++ R2-Ca + 2 Na+ R2-Ca + 2 Na+ 2 R-Na + Ca++ La Reacción de Regeneración es:
- 31. ¿QUE OCURRE EN EL AGUA? SAC (Na) Agua Bruta Agua Ablandada
- 32. 2. DESCARBONATACIÓN (ELIMINACIÓN DE BICARBONATO) Ejemplo 2 R-H + Ca++(HCO3 –)2 R2-Ca + 2 H+ + 2 HCO3 – Después, los cationes de hidrógeno se combinan con los aniones de bicarbonato y producen ácido carbónico y agua: H+ + HCO3 – CO2 + H2O
- 33. WAC (H) Agua Bruta Agua Descarbonatada ¿QUE OCURRE EN EL AGUA?
- 34. DEG Agua Descarbonatada Agua Desalación Usos La alcalinización sirve: •En cervecerías •En cartuchos domésticos de agua potable •Para calderas de baja presión •Como primera etapa de una desmineralización
- 35. 3. Descationización (Eliminación de todos los cationes) Ejemplo R-H + Na+ R-Na + H+ La reacción inversa (de regeneración) R-Na + H+ R-H + Na+ SAC (H) DEG Agua Bruta Agua Descationizada Descationizada y Desalación ¿QUE OCURRE EN EL AGUA?
- 36. 4. Desmineralización ( Eliminación de todos los iones) 2 R'H + Ca+ + R2Ca + 2 H+ R'H + Na+ R'Na + H+
- 37. De modo parecido, una resina en forma OH– puede eliminar todos los aniones: R’’OH + Cl– R’’Cl + OH– 2 R’’OH + SO4 = R’’2SO4 + 2 OH– H+ + OH– HOH H2O Al final del Proceso
- 38. Usos Agua para el Laboratorio Agua para Baterías Agua de lavado en la producción de semiconductores y otros productos electrónicos Agua para calderas de alta presión en centrales eléctricas nucleares o térmicas y en otras industrias
- 39. 5. Lechos mezclados pulidos o mixtos (Nitratos y desmineralización) Agua pre- desmineralizada SAC (H) + SBA (OH) No queda nada
- 40. Pulido de agua pre- desmineralizada con resinas Pulido de permeado de ósmosis inversa Pulido de agua de mar destilada Pulido de condensados de turbina en centrales eléctricas Tratamiento de condensados de proceso en varias industrias Usos
- 41. Agua Potable SBA Ciclo de Cloruro RSBA-Cl + NO3 – RSBA-NO3 + Cl–
- 42. SBA (Cl) Agua Bruta Agua des-nitratada Uso: Principalmente tratamiento de aguas municipales.
- 44. Eliminación de boro (ácido bórico) en agua potable Eliminación de nitrato en agua potable Eliminación de perclorato en agua potable Eliminación de metales pesantes en vertidos: Cd, Cr, Fe, Hg, Ni, Pb, Zn
- 45. Clasificadas como Ácido Fuerte o Ácido Débil
- 46. Ciclo Ácido R - H + Z - A → R - Z + H - A Ciclo Sódico R - Na + Z - A → R - Z + Na – A R: cadena de la resina Z: catión (p. ej.: Ca2+, Mg2+, Na +, K +, etc.) A: anión (p. ej.: Cl-, SO 4 =, HCO 3 -, CO 3 =, etc.)
- 47. Resinas catiónicas de ácido fuerte. Intercambian iones positivos (cationes) Funcionan a cualquier pH Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua.
- 48. • Resinas catiónicas de ácidos débiles. • Eliminan los cationes que están asociados con bicarbonatos • Tienen menor capacidad de intercambio • No son funcionales a pH bajos.
- 49. Universidad del Zulia Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Catedra: Química del Agua Maracaibo – Estado Zulia Integrantes: Barboza Armando – Flores Andreina – Morillo Yrelba Navarro Yefreide – Pineda Jesús – Tudares Gabriel