A electrodionização (EDI) é um processo inovador no tratamento de água que é utilizado para produzir água de elevada pureza. A EDI combina a permuta iónica e a eletrodiálise e permite a desmineralização contínua da água sem a utilização de regenerantes químicos. Esta tecnologia é particularmente útil em aplicações que requerem elevada pureza, como o fabrico de produtos electrónicos, a indústria farmacêutica e os sistemas de caldeiras de centrais eléctricas. Os sistemas EDI são normalmente instalados a jusante dos sistemas de osmose inversa (OR) e removem iões residuais para obter água ultrapura com uma condutividade extremamente baixa.
Índice
Fundamentos técnicos da electrodeionização (EDI)
A tecnologia EDI baseia-se no princípio da permuta iónica em combinação com uma tensão eléctrica que permite a regeneração das resinas de permuta iónica. A estrutura de uma célula EDI é constituída por várias membranas de permuta catiónica e aniónica em camadas alternadas, bem como por resinas de permuta iónica entre as membranas. A aplicação de uma tensão DC cria um campo elétrico que faz com que os iões nas resinas de permuta iónica e os canaliza para as câmaras de concentração, eliminando a necessidade de regeneração química.
Estrutura de uma célula EDI
- Membranas de permuta iónica:
- Numa célula EDI, as membranas de permuta catiónica e aniónica são dispostas alternadamente para conduzir os iões. As membranas de permuta catiónica permitem a passagem de iões positivos, enquanto as membranas de permuta aniónica permitem a passagem de iões negativos.
- Resinas de permuta iónica:
- Estas resinas funcionam como um meio condutor que absorve e transfere iões. As resinas são carregadas pelo campo elétrico e permitem a libertação contínua de iões para as câmaras de concentrado, tornando desnecessária a regeneração química.
- Eléctrodos:
- Dois eléctrodos geram um campo elétrico no interior da célula, que desloca os aniões para o ânodo e os catiões para o cátodo.
Foto: Sistema de água ultrapura com EDI ALMA OSMO VE
Funcionalidade e processo de EDI
A água bruta passa primeiro por um sistema de osmose inversa (RO)para remover a maior parte dos iões. A água pré-purificada é então introduzida na unidade EDI. Na célula EDI, os iões são continuamente removidos da água bruta pelo campo elétrico e canalizados para as câmaras de concentrado. Nestas câmaras, a água concentrada é descarregada ou reintroduzida no circuito. O EDI assegura assim uma desionização quase completa e produz água com uma condutividade muito baixa, normalmente inferior a 0,1 μS/cm.
Vantagens da electrodionização
O EDI oferece várias vantagens em relação aos processos de desionização tradicionais, como a tecnologia de permuta iónica com regeneração química:
Opção de funcionamento contínuo:
- Como o EDI funciona sem regeneração química, o sistema pode funcionar continuamente e não necessita de ciclos de regeneração.
Sem regeneração química:
- Ao contrário dos permutadores de iões convencionais, que têm de ser regenerados regularmente com ácidos e álcalis, a regeneração no EDI ocorre através do campo elétrico. Isto resulta em custos operacionais mais baixos e menos poluição ambiental causada por produtos químicos.
Elevada pureza da água:
- O EDI atinge condutividades inferiores a 0,1 μS/cm e oferece uma qualidade de água extremamente elevada, tornando-o ideal para aplicações que requerem água extremamente pura.
Poupança de espaço e eficiência:
- Graças à sua conceção modular, o EDI pode ser integrado de forma a poupar espaço. A desionização contínua também requer menos energia em comparação com a tecnologia convencional de permuta iónica.
Áreas de aplicação da electrodionização
O EDI é particularmente útil em indústrias que têm requisitos rigorosos de qualidade da água, incluindo:
indústria farmacêutica:
- O EDI é utilizado para produzir água de alta pureza, essencial nos processos farmacêuticos. A pureza constante da água e a ausência de agentes químicos de regeneração tornam o EDI ideal para estas aplicações.
Produção de eletrónica e de semicondutores:
- A indústria eletrónica exige água ultra-pura, especialmente para a limpeza de microchips e wafers, uma vez que até as mais pequenas impurezas podem afetar a qualidade do produto. A EDI cumpre estes requisitos através do fornecimento contínuo de água com uma condutividade extremamente baixa.
indústria de centrais eléctricas:
- Nas centrais eléctricas, é necessária água pura para os sistemas de caldeiras e para a produção de vapor. O EDI é frequentemente utilizado em combinação com sistemas de osmose inversa para desionizar a água antes de ser introduzida nas caldeiras, evitando assim a corrosão e os depósitos.
Indústria alimentar e das bebidas:
- O EDI também é utilizado na produção de alimentos e bebidas, particularmente na produção de água destilada ou para o tratamento de água na produção de bebidas, onde é necessária uma elevada pureza da água e um baixo teor de minerais.
Requisitos e desafios técnicos
- Qualidade da água de alimentação: Como o EDI depende de uma água de alimentação isenta de iões ou quase isenta de iões, recomenda-se o pré-tratamento da água, normalmente por osmose inversa. A presença de demasiados iões residuais ou de elevados graus de dureza pode prejudicar o desempenho da célula EDI.
- Energia eléctrica: O EDI requer um fornecimento constante de energia eléctrica para manter o campo elétrico para a separação contínua de iões. Por conseguinte, a eficiência energética e a estabilidade da fonte de alimentação são um requisito técnico importante.
- Requisitos de manutenção: Embora o EDI exija menos manutenção em comparação com os sistemas convencionais, continua a ser necessário verificar e limpar regularmente as membranas para evitar a formação de bioincrustações e depósitos.
Conclusão
A electrodionização (EDI) é uma tecnologia sustentável, económica e altamente eficiente para a produção de água de elevada pureza. Ao combinar a permuta iónica e a eletrodiálise, permite o tratamento contínuo da água sem regeneração química. Em muitas indústrias, desde a farmacêutica à eletrónica, a EDI provou ser indispensável, uma vez que cumpre os mais elevados padrões de pureza. A ALMAWATECH apoia aplicações industriais com sistemas EDI personalizados que são fiáveis, economizam espaço e são amigos do ambiente, satisfazendo os requisitos complexos do tratamento de água moderno.
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