Agua desmineralizada es el agua completamente libre (o casi) de minerales o sólidos disueltos como resultado de uno o varios de los siguientes procesos:
• Desionización por intercambio 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.
Desmineralización en plantas de tratamiento de agua:
El agua desmineralizada también conocido como agua desionizada es un agua libre de iones minerales, tales como: catiónes de sodio, calcio, hierro, cobre, etc. y aniones tales como cloruro, sulfato, nitrato, Etc. Son comunes iones presentes en el agua.
La desionización es un proceso físico que utiliza resinas de intercambio iónico en el que se sustituyen las sales y minerales en el agua, H + iones OH. En el agua los elementos más pequeños son las sales, por lo que requiere una tratamiento poco convencional, la desionización produce un agua de alta pureza que es generalmente similar a la del agua destilada.
Los siguientes iones se encuentran frecuentemente en las aguas crudas:
Catiónes más comunes:
Calcio (Ca2 +)
Magnesio (Mg 2 +)
Sodio (Na +)
Potasio (K +)
Aniones más comunes:
Cloruro (Cl)
Bicarbonato (HCO3)
Nitrato (NO3)
Carbonato (CO32)
Desmineralización mediante resinas de intercambio iónico:
Hay dos tipos básicos de resina, de intercambio catiónico y resinas de intercambio de anionico. Las resinas de intercambio de cationes emiten iones hidrógeno (H +) u otros iones de carga positiva a cambio de cationes de impurezas presentes en el agua. Resinas de intercambio aniónico están cargados con hidroxilos (OH-) iones u otros iones cargados negativamente a cambio de aniones de impurezas presentes en el agua.
La aplicación de de intercambio iónico para tratamiento de agua y purificación puede funcionar de tres maneras; primero, resinas de intercambio catiónico sólo se pueden emplear para ablandar el agua; en segundo lugar, las resinas de intercambio aniónico por sí solo pueden ser utilizadas para materia orgánica o eliminación de nitratos; y en tercer lugar, las combinaciones de intercambio catiónico y resinas de intercambio aniónico se pueden utilizar para eliminar prácticamente todas las impurezas iónicas presentes en el agua de alimentación, un proceso conocido como desionización o desmineralización.
Para muchas aplicaciones de laboratorio e industriales, se requiere agua de alta pureza, esencialmente libre de contaminantes iónicos. El agua de esta calidad puede ser producida por deionization. Como ya lo mencionamos los dos tipos más comunes de desionización son:
• Desionización de dos camas separadas (cationica y anionica) .
• Desionización de lecho mixto (cationica y anionica) en un sólo tanque.
Dos camas de desionización:
El desmineralizador de dos lechos consiste en dos vasos – uno que contiene una resina de intercambio catiónico en la forma de hidrógeno (H +) y el otro que contiene una resina de aniones en forma de hidroxilo (OH). El agua fluye a través de la columna de cationes, con lo cual todos los cationes son intercambiados por iones de hidrógeno.
Para mantener el agua eléctricamente equilibrada, para cada catión monovalente, por ejemplo, Na +, un ion de hidrógeno se intercambia y para cada catión divalente, por ejemplo, Ca2 +, Mg2 + o, se intercambian dos iones de hidrógeno. El mismo principio se aplica cuando se considera de intercambio de aniones.
El agua fluye entonces a través de la columna aniónica. Esta vez, todos los iones con carga negativa son intercambiados por iones de hidróxido que luego se combinan con los iones de hidrógeno para formar agua (H2O).
De lecho mixto de desionización:
En el lecho mixto las resinas de intercambio de cationes y de aniones están mezcladas y contenidas en un sólo recipiente de presión. La mezcla completa de intercambiadores catiónicos y intercambiadores aniónicos en una sola columna da como resultado una mejor calidad del agua obtenida que la producida por una de dos lechos separados.
Por mucho es más eficaz en la purificación del agua las camas de lecho mixto, pero también son más sensibles a las impurezas en el suministro de agua e involucran un proceso de regeneración más complicado. Desionizadores de lecho mixto se utilizan normalmente para ‘pulido’ del agua a niveles más altos de pureza, después de haber sido tratadas inicialmente por un desionizador de dos camas o de una unidad de ósmosis inversa.
Ósmosis inversa para desmineralización:
En años recientes los costos de la desmineralización por ósmosis inversa han sido mucho más convenientes, además de simplificar la operación y mantenimiento de los equipos por no utilizar ácidos y base para su regeneración, las membranas utilizadas para la ósmosis inversa tienen una capa densa de un polímero dentro de un material compuesto de película delgada donde se produce la filtración. En la mayoría de los casos, la membrana está diseñada para permitir que sólo el agua pase a través de esta capa densa, mientras que impide el paso de solutos (iones). Este proceso requiere de una alta presión ejercida sobre la membrana, por lo general 2-17 bar (30-250 psi) para agua dulce o agua salobre, y 40-82 bar (600-1200 psi) para el agua de mar, que tiene alrededor de 27 bar (390 psi). La presión osmótica natural que debe ser superada. Este proceso fue un un inicio utilizado para la desalinización (eliminar la sal y otros minerales del agua de mar para obtener agua dulce), pero desde principios de 1970, también se ha utilizado para purificar el agua potable para aplicaciones médicas, industriales y domésticos.
En términos reales la ósmosis inversa puede producir agua con niveles de sólidos disueltos totales de 10 ppm o menores, que en combinación con una cama de resina mixta de intercambio iónico, producen agua desemineralizada. La cama mixta en este caso puede durar en funcionamiento sin necesidad de regeración por un tiempo muy prolongado, ya que los niveles de sales-minerales en el agua producidos por la ósmosis inversa son muy bajos.
Electrodesionización EDI:
El sistemas electrodesionización para eliminar iones de corrientes de agua, por lo general se utiliza en combinación con la ósmosis inversa (OI) y otros dispositivos de purificación. Los módulos de desionización producen continuamente agua ultrapura hasta a 18.2MW / cm. EDI se puede ejecutar de forma continua o intermitente
Principales aplicaciones de la desmineralización:
- Calderas de alimentación de agua,
- Industria de textiles
- Industria química
- Industria farmacéutica
- Fábricas de cerveza
- Agua potable.
- Hospitales
- Automóviles y baterías
- Fertilizantes.
- Plantas de intercambio iónico
- Suavizadores o descalcificadores
- Plantas industriales
- Planta de Energía
- Sector de petróleo y gas
Fuente: www.carbotecnia.info