RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES

ABLANDAMIENTO Y DESMINERALIZACIÓN DE AGUAS.

La baja o alta dureza del agua no tiene efectos adversos o de beneficio para el hombre, pero la alta dureza es el principal problema para su empleo en servicios (hoteles, restaurantes, hospitales, etc.) así como en los usos industriales y comerciales del agua, y cuando la dureza es excesivamente alta, aún el uso doméstico del agua representa un problema.

EFECTOS DE LA ALTA DUREZA EN ACCESORIOS Y TUBERÍAS

EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LA ALTA DUREZA EN ACCESORIOS Y TUBERÍAS

Agua Suave 0-150 ppmAgua Poco Dura 150-250 ppmAgua Dura 250-600 ppmAgua Excesivamente Dura Mas de 600 ppm

CLASIFICACION DEL AGUA POR SU DUREZA

ABLANDAMIENTO DEL AGUA: Consiste en sustituir en forma equivalente iones de metales (Na+, K+) que no causan la precipitación de carbonatos y bicarbonatos por aquellos que sí forman precipitados insolubles (Ca+2, Mg+2, Ba+2, etc)

Ca+2 + CO3-2 CaCO3

Ca+2 + 2HCO3-2 + Q (calor) CaCO3+ H2O + CO2

Lo mismo ocurre con otros iones como: Ba+2 y Mg+2

NaR + Ca+2 R=Ca + 2Na+

Na

{Na+}2

K1= {Ca+2}

HR + Ca+2 R=Ca + 2H+

H

{H+}2

K2= {Ca+2}

Este esquema es correcto cuando las concentraciones molares de los iones son similares, pero si la concentración de iones sodio es muy grande, la reacción se desplaza de derecha a izquierda de acuerdo al principio de Le Chatellier, y los iones calcio son desplazados de la estructura de la resina.

Esto mismo ocurre cuando la superficie de la resina tiene iones calcio. Una molaridad de iones hidrógeno mucho mas alta que la de iones calcio, desplaza el equilibrio en el sentido inverso y la resina se satura con iones hidrógeno en su superficie.

NaR + Ca+2 R=Ca + 2Na+

Na

{Na+}2

K1= {Ca+2}

HR + Ca+2 R=Ca + 2H+

H

{H+}2

K2= {Ca+2}

Una resina consiste de un polímero de divinilbenceno que tiene en su superficie grupos funcionales con carga negativa y que son capaces de retener un catión.Si en la resina se tienen iones sodio, éstos son desplazados por un ión por el cual tenga mayor grado de selectividad la resina, como es el caso del calcio.

Si el catión adherido a la resina es hidrógeno (H+), también ocurre una reacción de desplazamiento o sustitución con el calcio ya que la resina tiene mayor afinidad por este último catión.

CATIÓN ANIÓN=========================================Fierro Fe+3 Cromato CrO4

-2

Aluminio Al+3 Sulfato SO4-2

Plomo Pb+2 Sulfito SO3-2

Bario Ba+2 Fosfato PO4-2

Estroncio Sr+2 Tiocianato CNS-

Cadmio Cd+2 Cianato CNO-

Níquel Ni+2 Nitrato NO3-

Zinc Zn+2 Nitrito NO2-

Cobre Cu+2 Yoduro I-

Fierro Fe+2 Bromuro Br-

Manganeso Mn+2 Cloruro Cl-

Calcio Ca+2 Cianuro CN-

Magnesio Mg+2 Bicarbonato HCO3-Potasio K+ Silicato HSiO3

-

Amonio NH+ Hidróxido OH-

Sodio Na+ Fluoruro F-

Hidrógeno H+

Litio Li+

ORDEN O SELECTIVIDAD PARA ADHERIRSE A LA RESINA

ORDEN O SELECTIVIDAD PARA ADHERIRSE A LA RESINA

CICLO DE REGENERACIÓN DE UNA RESINA CATIÓNICA EN CICLO SODIO.

DRENAJE DRENAJEAGUA FILTRADA

SERVICIO ENJUAGE O LAVADORETROLAVADO

SALMUERA

SALADO

DRENAJE

CICLO DE: OPERACIÓN, RETROLAVADO, LAVADO Y REGENERACIÓN EN UN SUAVIZADOR DE TIPO AUTOMÁTICOCICLO Y SECUENCIA DE REGENERACIÓN DE UN ABLANDADOR O

FILTRO DE RESINAS EN CICLO SODIO

INFLUENTEAGUA DURA

EFLUENTEAGUA BLANDA

AGUA DE LAVADO

SALMUERA

1

2

54

3

CERRADAS ABIERTASOPERACIÓN: 1, 3, 4, 6 2, 5RETROLAVADO 1, 2, 5, 6 3, 4SALADO 3, 4 1, 2, 5, 6LAVADO 1, 3, 4 2, 5, 6

SALMUERA

6

CICLO DE: OPERACIÓN, RETROLAVADO, LAVADO Y REGENERACIÓN EN UN SUAVIZADOR DE TIPO MANUAL

A B C

EQUIPOS PARA ABLANDAMIENTO DE AGUAA: EQUIPO COMERCIALB: EQUIPO INDUSTRIALC: EQUIPO DOMÉSTICO

EQUIPO INDUSTRIAL AUTOMATIZADO DE ALTA CAPACIDAD, PARA ABLANDAMIENTO DE AGUA

Forma Química Sodio Na+ Hidrógeno H+

Capacidad Total de intercambio

2.0 eq/lto 1.8 eq/lto

Capacidad Total de intercambio

100 grs. CaCO3/lto 90 grs. CaCO3/lto

Capacidad de retención de agua

44-48% 50-56%

Densidad 0.85 gr/lto 0.80 gr/lto

Regenerante NaCl HCl o H2SO4

Cantidad 80-240 gr NaCl/lto de resina

130-200 grs HCl/lto de resina

Concentración del regenerante

10-25% NaCl 2-8% HCl 4-10% H2SO4

Tiempo de contacto 30 minutos mínimo 30 minutos mínimo

Agua de lavado requerida

3-6 lts de agua/lto de resina

6-15 lts de agua/lto de resina

RESINA CATIÓNICA

Forma Química Cloruro Cl- Hidroxilo OH-

Capacidad Total de intercambio

1.2 eq/lto 1.0 eq/lto

Capacidad Total de intercambio

60 grs. CaCO3/lto 50 grs. CaCO3/lto

Capacidad de retención de agua

53-60% 60-72%

Densidad 0.69 gr/lto 0.64 gr/lto

Regenerante NaCl NaOH

Cantidad 80-240 gr NaCl/lto de resina

80-240 gr NaOH/lto de resina

Concentración del regenerante

10-25% NaCl 4-5% de NaOH

Tiempo de contacto 30 minutos mínimo 30 minutos mínimo

Agua de lavado requerida

3-6 lts de agua/lto de resina

6-15 lts de agua/lto de resina

RESINA ANIÓNICA

Ca+2

Mg+2

Na+

K+

Fe+2

Zn+2

Cu+2

Al+3

HCO3-

Cl-

SO4-2

NO3-

PO4-3

F-

CN-

CrO4-2

Na+

HCO3-

Cl-

SO4-2

NO3-

PO4-3

F-

CN-

CrO4-2

RESINA EN CICLO SODIOPROCESO DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA

RESINACATIÓNICA

AGUA BLANDA

Ca+2

Mg+2

Na+

K+

Fe+2

Zn+2

Cu+2

Al+3

HCO3-

Cl-

SO4-2

NO3-

PO4-3

F-

CN-

CrO4-2

RESINA EN CICLO CLORURO

RESINAANIÓNICA

AGUA EXENTA DE SULFATOS, CROMATOS, ETC.

Ca+2

Mg+2

Na+

K+

Fe+2

Zn+2

Cu+2

Al+3

Cl-

Ca+2

Mg+2

Na+

K+

Fe+2

Zn+2

Cu+2

Al+3

HCO3-

Cl-

SO4-2

NO3-

PO4-3

F-

CN-

CrO4-2

RESINA CATIÓNICA ANIÓNICAPROCESO DE DESMINERALIZACIÓN DEL AGUA

RESINACATIÓNICA

RESINAANIÓNICA

H+

HCO3-

Cl-

SO4-2

NO3-

PO4-3

F-

CN-

CrO4-2

H+ OH-

H+ +OH- H2O

AGUA DESMINERALIZADA