Desmineralización
del agua
UPGM
22/10/2016
Agua desmineralizada es el agua completamente libre (o casi) de minerales o sólidos disueltos disuelt os como resultado de uno o varios varios de los siguient sig uientes es procesos:
Desionizacion por intercambio int ercambio iónico La filtración por membranas (ósmosis inversa o nanofiltración) Destilación Electrodiálisis
o bien otras tecnologías. La desmineralización es el proceso de eliminación de sales-minerales del agua. Desmineralizació Desmineralizaciónn en plantas de tratamiento de agua: El agua desmineralizada también conocido como agua des ionizada es un agua libre de iones minerales, tales como: Cationes Cationes más comunes:
Sodio (Na+) Calcio (Ca2+) Magnesio Magnesio (Mg2+) Potasio(K+) etc.
Aniones más comunes: comunes:
Cloruro(Cl) Nitrato(NO3) Bicarbonato(HCO3) Carbo Carbonato(CO32) nato(CO32) Etc.
La desionizacion es un proceso físico que utiliza resinas de intercambio iónico en el que se sustituyen las sales y minerales m inerales en el agua, H + iones OH. En el agua los elemento el ementoss más pequeños son las sales, por lo que requiere una tratamiento poco convencional, la desionizacion produce un agua de alta alt a pureza que es generalme gen eralmente nte simil similar ar a la del agua ag ua destilada.
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Desmineralización del agua Tipo de resinas
Por proceso de desmineralización o desionizacion de agua se entiende la eliminación de las sales disueltas (iones catiónicos y aniónicos), los métodos de desmineralización son: Intercambio iónico: Los procesos de desmineralización industri al en la actualidad se basan en el intercambio iónico. Usando dos resinas de intercambio iónico se pueden eliminar casi el 100% de las sales que contiene el agua, pero no compuestos orgánicos, bacterias o virus. La resina de intercambio catiónico reemplaza todos los cationes metálicos con iones hidrogeno.
Destilación: El agua se calienta hasta llegar al punto de ebullición, después se enfría y por condensación se contiene un agua sin sales disueltas. En la industria, actualmente no se usa por el excesivo coste energético que supone. La destilación no elimina totalmente los elementos que contiene el agua durante la destilación algunos compuestos volátiles pueden evaporarse con el resto de agua para luego condensarse con ella. Osmosis inversa: En realidad, la osmosis inversa no es un proceso de desmineralización ya que no elimina todas las sales contenidas en el agua, pero si es capaz de reducir considerablemente los iones que contiene, las bacterias, los virus y compuestos orgánicos. La osmosis inversa es capaz de eliminar aproximadamente:
Más del 95% de compuestos orgánicos. Más del 90% de sales disueltas como el sodio, carbonatos, arsénico, magnesio, ect. Entre 70% y 80% de los nitratos. Entre el 55% y 65% de boro.
(estos valores son aproximados y pueden variar en función del tipo de membrana.) Página
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las aplicaciones más comunes de la desmineralización o desionizacion son: calderas de vapor (normal y alta presión).
Fabrica e pinturas. Lavado de componentes eléctricos. Aclarado final de vehículos, vidrio o instrumental. Industria farmacéutica. Empresas agroalimentarias. Laboratorios. Túneles de pintura.
Mediante el uso de resinas de intercambio iónico se puede eliminar prácticamente el 100% de las sales disueltas en el agua. Existen varios sistemas desmineralización con resinas intercambio iónico:
de de
1. Desmineralizadores de lecho mixto: Dentro de la misma columna o botella se mezclan resinas iónicas y catiónicas, existen dos tipos de Desmineralizadores de lecho mixto:
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1.1. Desmineralizadores de lecho mixto sin refrigeración: Se suele colocar a la salida de algún tipo de des mineralizador para eliminar los restos de ales que pueda llevar el agua después de la primera etapa de desmineralización. Sus usos están destinado a aplicaciones donde se requiera un agua extremadamente pura. Las resinas que contiene estos Desmineralizadores una vez agotada no se regeneran y se sustituyen por otras. 1.2. Desmineralizadores de lecho mixto con refrigeración: Su uso está muy extendido en la industria por lo compleja que resulta su regeneración, dentro de una misma botella se encuentran resinas iónicas y catiónicas mezcladas. Una vez agotada la resina es necesario separar ambos tipos para su refrigeración. Para separar cada tipo de resina se hace pasar un flujo de agua en corriente. En la parte superior de la botella se deposita la resina anionica y por debajo de ella la catiónica (más densa que la anterior). Las botellas de estos Desmineralizadores suelen contar
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con una pequeña ventana en su parte media por donde se puede ver como se estratifican las resinas antes de su refrigeración ya que cada una es de un color diferente. Después de la separación por la parte superior (resina anionica) NaOH y por la inferior (resina catiónica) HCl. Después se procede al aclarado de las resinas y su mezclado introduciendo aire comprimido. 2. Desmineralizadores catión – anión con dos columnas o de doble intercambio. En los Desmineralizadores de dos columnas se alojan las resinas en dos botellas distintas, el agua pasa primero por la resina cantiónica donde se eliminan los cationes y se sustituyen por H+, luego el agua pasa por la resina anionica donde se eliminan los ácidos combinándolos con OH.
resina cantiónica y sosa (NaOH) porla anionica. Después de la regeneración hay que aclarar las resinas antes de empezar un nuevo ciclo.
3. Otras configuraciones Además de las ya mencionadas existen otras o combinaciones de las anteriores.
Para regenerar las resinas se hace pasar ácido clorhídrico (HCl) por la
Triple columna (CATIONANION-CATION). Cuatro columnas (CATIONANION-CATION-ANION). Doble columna (CATIONANION) y lecho mixto.
Los problemas de funcionamiento más comunes en los Desmineralizadores o Página
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desionizadores se detectan por la alta conductividad anormal que presenta el agua a la salida del equipo. Un equipo desmineralizador con un funcionamiento correcto debería presentar un agua a su salida con conductividad (dependiendo de la aplicación) inferior a 200 µS.
Programador profesional Siata Aqua ionic Ev (Aquaionic EV):
En la actualidad las válvulas más usadas para la desmineralización son Siata, su fiabilidad y fácil mantención han hecho que la mayoría de los fabricantes de desmineralizadores opten por ellas. Válvulas Siata para desmineralizador, descalcificación y filtración:
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Tiempos de regeneración regulables. Regeneración por conductividad, volumen o ambas. Contacto para bomba de recirculación. Distribuidor hidráulico de 7 pilotos. Alimentación 220V. Sobre demanda, interface para servicios auxiliares.
Las resinas de intercambio iónico están destinadas a varios usos, descalcificación, deshidratación, desionizacion, des nitratación. Dependiendo de la aplicación a la que se destinen existen diferentes tipos.
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1. Resinas catiónicas de ácido fuerte: Intercambian iones positivos (cationes). Funcionan a cualquier pH. Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua, como primera columna de desionizacion en los Desmineralizadores o para lechos mixtos. Elimina los cationes del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante, normalmente ácido clorhídrico (HCl) 2. Resinas catiónicas de ácido débil: Tiene menor capacidad de intercambio. No son funcionales a pH bajos. Elevado hinchamiento y contracción lo que hace aumentar las pérdidas de carga o provocar roturas en las botellas cuando no cuentan con suficiente espacio en su interior. Se trata de una resina muy eficiente, requiere menos acido para su generación, aunque trabajan a flujos menores que las de ácido fuerte. Es habitual regenerarlas con el ácido de desecho procedente de las de ácido fuerte.
En la parte superior se muestra la resina cationica, en la parte inferior anionica.
3. Resina anionicas de base fuerte: Intercambian iones negativos (aniones). Es la destinada a aplicaciones de suavizado de agua, como segunada columna de desionizacion en los desmineralizadores o para lechos mixtos. Elimina los aniones del agua y necesitan una gran cantidad de regenerante, normalmente sosa (hidroxidosodico - NaOH).
4. Resinas anionicas de base debil: Se trata de una resina muy eficiente, requiere menos sosa para su regeneracion. No se pueden utilizar a pH altos. Pueden sufrir problemas de oxidacion o ensuciamiento.
En la ima gen se muestran tres tipos de resina: A la izquierda resina cationica, a la derecha resina para lecho mixto y en la parte inferiro resina anionica. Se puede observar como en la resina de lecho existen diferentes tamaños y colores.
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Nota: el color de cada una de las resinas que se muestran en las imágenes de este trabajo no depende del tipo de resina. En funcion de cada fabricante o distribuidor, los colores pueden cambiar.
Bibliografía:
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http://www.desmineralizadores.c om/valvulas.html enlaces: Balnearios Madrid Trencadis 6. Tipos de resinas de intercambi o iónico.
1. Procesos de desmineralización industrial. http://www.aalatinoamerica.com/ docs//nivel20inter20mar0.pd http://webdelproesor.la.ve/inenie ria/csalas//intercambioionico.pd 2. Aplicaciones de la desmineraliz ación por intercambio iónico.
http://www.desmineralizadores.c om/tipos.html
Desmineralizadores industriales.
http://www.tecnociencia.es/espe ciales/intercambio_ionico/index.h tm
http://www.aquasalud.com 3. Funcionamiento de los desmine ralizadores industriales.
http://www.agualatinoamerica.co m/docs/PDF/5602avilla.pdf http://webdelprofesor.ula.ve/inge nieria/csalas/OPIV/intercambio_i onico.pdf
anexo:
El_agua_en_la_industria.pdf http://www.desmineralizadores.c om/funcionamiento.html 4. Problemas y averías más comu nes. http://www.desmineralizadores.c om/problemas.html 5. Válvulas y programadores más comunes. Página
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detalle de las esferas deresina de intercambio ionico. El tamaño real de las esferas es superior a 0.2 mm para que puedan pasar por la a travez de las crepinas de desmineralizador, y generalmente inferior a 1 mm
