Desalinización, Lecho mixto, Ablandamiento del Agua, Desnitrificación.
DEFINICIÓN - FUNCIONAMIENTO
Los términos intercambio ionico, desionización y desmineralización a menudo se usan como sinónimos para referirse al mismo proceso. El intercambio iónico es un proceso utilizado ampliamente en instalaciones nucleares, procesos industriales y procesos farmacéuticos para controlar la pureza y el pH del agua mediante la eliminación de iones indeseables y su sustitución por otros aceptables.
Específicamente, es el intercambio de iones entre una sustancia sólida, llamada resina y una solución acuosa, típicamente agua potable municipal, agua de proceso o incluso agua residual. Dependiendo del tipo de iones que una resina libera al agua, el proceso puede dar como resultado la purificación del agua o el control de la concentración de un ion particular en una solución. Un intercambio iónico es el intercambio reversible de iones entre un líquido y un sólido.
Este proceso generalmente se usa para eliminar iones indeseables de un líquido y sustituir iones aceptables del sólido (resina). Los dispositivos en los que se produce el intercambio de iones se denominan comúnmente desmineralizadores. Este nombre se deriva del término desmineralizar, que significa el proceso mediante el cual las impurezas presentes en el fluido entrante (agua) se eliminan mediante el intercambio de iones impuros con iones H y OH, en la formación de agua pura. H + y OH- están presentes en los sitios de la resina, contenidas en los tanques o columnas de desmineralizador.
El agua a tratar fluye desde la parte superior del recipiente a través del lecho de resina a la parte inferior del recipiente. Dependiendo de la resina utilizada son los sitios de intercambio de iones y por ende su aplicación y regenerante a utilizar. El recipiente puede diseñarse con una cámara de expansión que permite el retrolavado de las resinas dentro del mismo recipiente, o del tipo compacto sin cámara de expansión disponiendo de un tanque externo. La diferencia básica entre ellos es el volumen de efluente de regeneración generado y la calidad del agua producto obtenida. Cuando el regenerante fluye en la misma dirección que el agua de proceso, se denomina regeneración cocorriente. Cuando el regenerante fluye en la dirección contraria al agua de proceso, se denomina regeneración contracorriente. Es muy importante el diseño y construcción de los colectores internos de los recipientes (alimentación de agua, colección de agua tratada, ingreso de regenerante) para garantizar la calidad del agua producto y maximizar la eficiencia de la vida de la resina y ciclos de regeneración.
TIPOS DE RESINA
Hay dos tipos generales de resinas de intercambio iónico: las que intercambian iones positivos, llamadas resinas de intercambio catiónico, y las que intercambian iones negativos, llamadas resinas de intercambio aniónico. Un catión es un ion con una carga positiva. Los cationes comunes incluyen Ca + 2, Mg + 2, Fe + 2 y H + 1. Una resina catiónica es aquella que intercambia iones positivos. Un anión es un ion con una carga negativa. Los aniones comunes incluyen N -1, Cl-1, SO4-2 y OH-1. Una resina de anión es una que intercambia iones negativos. Químicamente, ambos tipos son similares.
Un desmineralizador puede contener una mezcla de resinas de intercambio catiónico y resinas de intercambio aniónico y se denomina lecho mixto. Los desmineralizadores de dos lechos tienen dos recipientes, el primero que contiene resina catiónica seguido por un recipiente separado que contiene resina aniónica. Físicamente, las resinas de intercambio iónico se forman en forma de perlas muy pequeñas, llamadas perlas de resina, con un diámetro promedio de aproximadamente 0,5 milímetros. La resina húmeda tiene la apariencia de arena ámbar húmeda y transparente y es insoluble en agua, ácidos y bases.
APLICACIONES
Las aplicaciones son típicas:
Ablandamiento: eliminacion de iones de calcio (Ca) y magnesio (Mg), que hacen a un agua ser dura.
Para mayor información sobre Sistemas de Ablandamiento....
Desmineralización: remoción de todos los iones del agua. En un recipiente cargado con resinas catiónicas se intercambian los iones hidrógenos por iones positivos (sodio, potasio, calcio, magnesio, etc) y es regenerada normalmente con ácido sulfúrico o clorhídrico, diluidos; y en unrecipiente con resinas aniónicas se intercambian los iones hidroxilos por iones negativos (Sulfato, nitrato, cloruro, etc)y es regenerada normalmente con hidróxido de sodio diluido. Para desalinizar el agua los recipientes se deben instalar en serie: catiónico y aniónico.
Desnitrificación: reduccion del ion nitrato. El nitrato es un químico que se encuentra en la mayoría de los fertilizantes, estiércol, y residuos líquidos que se liberan de los tanques sépticos. Las bacterias naturales del suelo pueden convertir nitrógeno al nitrato. La lluvia o agua de irrigación puede llevar el nitrato a través del suelo hasta las aguas subterráneas. Su agua potable puede contener nitrato si su pozo saca agua de tales aguas subterráneas. El nitrato es un contaminante que puede ocasionar enfermedades agudas, lo que significa que una sola exposición puede afectar a la salud de alguien.
Para mayor información sobre Sistemas de Remoción de Nitratos....
Puido de Condensado: El pulido de condensado normalmente es un tratamiento que se aplica a vapor condensado de turbinas operacionales en la industria de generación de energía eléctrica. También puede aplicarse a vapor condensado de cualquier sistema de vapor que regresa hacia la caldera.
Lecho mixto: Estos sistemas de intercambio iónico de lecho mixto contienen en un mismo recipiente tanto resina aniónica como catiónica; se utilizan normalmente como equipo pulidor del agua producto salida de otro sistema para obtener agua demuy alta calidad. Agua tratada salida de un sistema de lecho mixto es de aproximadamente 18 megohm-cm (0.028 ppm).