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Prof. Dr. Marco Antônio Siqueira Rodrigues
Configurações de células de eletrodiálise para reuso de água e recuperação de metais
PROCESSO FORÇA MOTRIZ
RETIDO PERMEADO
Microfiltração ∆P (0,5 a 2 bar) Material em Suspensão, bactérias (M > 500000, 0,01µm)
Água e Sólidos Dissolvidos
Ultrafiltração ∆P (1 a 7 bar) Colóides, macromoléculas(M > 2000)
Água, sais e compostos de baixa massa molar
Nanofiltração ∆P (5 a 25 bar) Moléculas (300<M<2000) Água, sais e compostos de baixa massa molar
Osmose Reversa ∆P (15 a 80 bar) Todo material solúvel ou em suspensão
Água
Diálise ∆C Substâncias com M>5000 Íons e orgânicos de baixa massa molar
Eletrodiálise ∆E Água e compostos não iônicos
Íons
APLICAÇÕES DA ELETRODIÁLISE
Produção de água potável
Indústria Alimentícia
Indústria Química e Farmacêutica
Tratamento de Efluentes Industriais
Reuso de soluções industriais esgotadas
Outras
Eletrodiálise: ComponentesMembranas Separadores Eletrodos
Válvulas/Filtros/Bombas
Fonte de potencial/correnteSistema de automação
Curva de Polarização - Membrana Chinesa Usada - Efluente 2
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000Potencial (mV)
Cor
rent
e (m
A)
Aniônica Catiônica
Recuperação de Metal
Fluxograma do funcionamento de uma planta de eletrodiálise na recuperação de banhos de galvanoplastia
É um processo de aplicação de cromo sobre um material, através de
eletrodeposição a fim de torná-lo mais resistente à corrosão; para alterar suas
características elétricas ou apenas por motivos estéticos.
Contaminações: Geralmente é difícil determinar as impurezas metálicas.
Todavia, altas contaminações com cobre, Cromo trivalente, ferro e zinco
pode ser observadas. Todas as impurezas, presente no banho, causarão
redução no poder de penetração do banho de cromo e as suas eliminações são
problemáticas.
Cromagem
Membrana NafionNafion é o nome comercial de um tipo de polímero ionomérico desenvolvido pela Du Pont no início dos anos 60.
[(CF2–CF2)n–CF2–CF ]x
(O–CF2–CF–)mO– CF2–CF2–SO3- M+
CF3
Modelo de microestrutura da membrana Nafion
40 Ao
50 Ao
10 AoSO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
SO3-
ED - Efluente de Cromo Hexavalente
Fluxo da solução Cr2O7
2- M+ SO4
2-
Membrana Aniônica Membrana
Catiônica
Reações catódicas:
1) H2O + 2 e- →H2 + 2 OH-
2) M+2 + 2 e- → M
Reações anódicas:
3) 2 H2O →O2 + 4 H+ + 4 e-
4) Cl- →½ Cl2 + e-
5)Cl- + 2 OH- →OCl- + H2O + 2 e-
6)Oxidação Matéria orgânica
Princípio da Eletrodiálise. C – Membrana Catiônica, A – Membrana aniônica, D –compartimentos diluídos (entrada de efluente), K – compartimentos concentrados.