La electrodesionización (EDI) es un proceso innovador en el tratamiento del agua que se utiliza para producir agua de gran pureza. La EDI combina elintercambio iónico y la electrodiálisis y permite la desmineralización continua del agua sin utilizar regenerantes químicos. Esta tecnología es especialmente útil en aplicaciones que requieren gran pureza, como la fabricación de productos electrónicos, la industria farmacéutica y los sistemas de calderas de centrales eléctricas. Los sistemas EDI suelen instalarse a continuación de los sistemas de ósmosis inversa (OI ) y eliminan los iones residuales para conseguir un agua ultrapura con una conductividad extremadamente baja.
Índice
Fundamentos técnicos de la electrodesionización (EDI)
La tecnología EDI se basa en el principio del intercambio iónico en combinación con una tensión eléctrica que permite la regeneración de las resinas de intercambio iónico. La estructura de una célula EDI consta de varias membranas de intercambio de cationes y aniones en capas alternas, así como de resinas de intercambio iónico entre las membranas. La aplicación de una tensión continua crea un campo eléctrico que provoca la regeneración de los iones de las resinas de intercambio iónico. resinas de intercambio iónico y los canaliza hacia las cámaras de concentrado, eliminando la necesidad de regeneración química.
Estructura de una célula EDI
- Membranas de intercambio iónico:
- En una célula EDI, las membranas de intercambio catiónico y aniónico se disponen alternativamente para conducir los iones. Las membranas de intercambio catiónico permiten el paso de iones positivos, mientras que las membranas de intercambio aniónico permiten el paso de iones negativos.
- Resinas de intercambio iónico:
- Estas resinas sirven de medio conductor que absorbe y transfiere iones. Las resinas se cargan mediante el campo eléctrico y permiten la liberación continua de iones en las cámaras de concentrado, haciendo innecesaria la regeneración química.
- Electrodos:
- Dos electrodos generan un campo eléctrico dentro de la célula, que desplaza los aniones hacia el ánodo y los cationes hacia el cátodo.
Foto: Sistema de agua ultrapura con EDI ALMA OSMO VE
Funcionalidad y proceso del EDI
El agua bruta pasa primero por un sistema de ósmosis inversa (OI)para eliminar la mayoría de los iones. A continuación, el agua prepurificada se introduce en la unidad EDI. En la célula EDI, los iones se eliminan continuamente del agua bruta mediante el campo eléctrico y se canalizan hacia las cámaras de concentrado. En estas cámaras, el agua concentrada se descarga o se devuelve al circuito. El EDI garantiza así una desionización casi completa y produce un agua con una conductividad muy baja, normalmente inferior a 0,1 μS/cm.
Ventajas de la electrodionización
EDI ofrece varias ventajas sobre los procesos tradicionales de desionización, como la tecnología de intercambio iónico con regeneración química:
Opción de funcionamiento continuo:
- Como el EDI funciona sin regeneración química, el sistema puede funcionar continuamente y no requiere ciclos de regeneración.
Sin regeneración química:
- A diferencia de los intercambiadores de iones convencionales, que deben regenerarse periódicamente con ácidos y álcalis, la regeneración en el EDI tiene lugar a través del campo eléctrico. Así se reducen los costes de funcionamiento y la contaminación ambiental por productos químicos.
Alta pureza del agua:
- EDI alcanza conductividades inferiores a 0,1 μS/cm y ofrece una calidad de agua extremadamente alta, por lo que es ideal para aplicaciones que requieren agua extremadamente pura.
Ahorra espacio y es eficiente:
- Gracias a su diseño modular, EDI puede integrarse ahorrando espacio. La desionización continua también requiere menos energía en comparación con la tecnología de intercambio iónico convencional.
Campos de aplicación de la electrodesionización
El EDI es especialmente útil en industrias que tienen estrictos requisitos de calidad del agua, entre ellas:
industria farmacéutica:
- El EDI se utiliza para producir agua de gran pureza, esencial en los procesos farmacéuticos. La pureza constante del agua y la evitación de agentes químicos de regeneración hacen que el EDI sea ideal para estas aplicaciones.
Producción de electrónica y semiconductores:
- La industria electrónica requiere agua ultrapura, especialmente para la limpieza de microchips y obleas, ya que incluso las impurezas más pequeñas pueden afectar a la calidad del producto. EDI cumple estos requisitos suministrando continuamente agua con una conductividad extremadamente baja.
industria de centrales eléctricas:
- En las centrales eléctricas se necesita agua pura para los sistemas de calderas y la generación de vapor. El EDI se utiliza a menudo en combinación con sistemas de ósmosis inversa para desionizar el agua antes de introducirla en las calderas, evitando así la corrosión y los depósitos.
Industria alimentaria y de bebidas:
- El EDI también se utiliza en la producción de alimentos y bebidas, especialmente en la producción de agua destilada o para el tratamiento del agua en la producción de bebidas, donde se requiere una gran pureza del agua y un bajo contenido mineral.
Requisitos y retos técnicos
- Calidad del agua de alimentación: Como el EDI depende de un agua de alimentación libre de iones o casi libre de iones, se recomienda un tratamiento previo del agua, normalmente por ósmosis inversa. Demasiados iones residuales o altos grados de dureza pueden perjudicar el rendimiento de la célula EDI.
- Energía eléctrica: El EDI requiere un suministro constante de energía eléctrica para mantener el campo eléctrico para la separación continua de iones. La eficiencia energética y la estabilidad del suministro eléctrico son, por tanto, un requisito técnico importante.
- Requisitos de mantenimiento: Aunque EDI requiere menos mantenimiento en comparación con los sistemas convencionales, sigue siendo necesario revisar y limpiar regularmente las membranas para evitar bioincrustaciones y depósitos.
Conclusión
La electrodiálisis (EDI) es una tecnología sostenible, económica y muy eficaz para la producción de agua de gran pureza. Al combinar el intercambio iónico y la electrodiálisis, permite el tratamiento continuo del agua sin regeneración química. En muchas industrias, desde la farmacéutica hasta la electrónica, la EDI ha demostrado ser indispensable, ya que cumple las normas más estrictas de pureza. ALMAWATECH apoya las aplicaciones industriales con sistemas EDI personalizados que son fiables, ahorran espacio y respetan el medio ambiente, cumpliendo los complejos requisitos del tratamiento moderno del agua.
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