Electrodiálisis - EDI

¿Qué es EDI?
La producción de agua de alta pureza ha utilizado tradicionalmente una combinación de procesos de separación de membranas e intercambio de iones. EDI es un proceso que combina la tecnología de membranas semi-impermeables con medios de intercambio iónico para proporcionar un proceso de desmineralización de alta eficiencia.
La electrodiálisis emplea corriente eléctrica y membranas especialmente preparadas que son semipermeables a los iones en función de su carga, corriente eléctrica y capacidad para reducir los iones en función de su carga. A través de la electrodiálisis, un potencial eléctrico transporta y segrega especies acuosas cargadas. La corriente eléctrica se utiliza para regenerar continuamente la resina, eliminando la necesidad de una regeneración periódica.

El proceso EDI produce agua de proceso industrial de muy alta pureza, utilizando menos del 95% de los productos químicos utilizados en los procesos de intercambio iónico convencionales. Con el sistema EDI, las membranas y la electricidad reemplazan los millones de galones de productos químicos ácidos y cáusticos que los procesos antiguos requerían a diario.

¿Como funciona?

Una pila de EDI tiene la estructura básica de una cámara de desionización. La cámara contiene una resina de intercambio iónico, empaquetada entre una membrana de intercambio catiónico y una membrana de intercambio aniónico. Solo los iones pueden atravesar la membrana, el agua está bloqueada.
Cuando el flujo entra en el compartimento de dilución lleno de resina, se ponen en marcha varios procesos. Los iones fuertes son eliminados de la corriente de alimentación por las resinas de lecho mixto. Bajo la influencia del fuerte campo de corriente continua aplicado a través de la pila de componentes, los iones cargados se extraen de la resina y se dirigen hacia los respectivos electrodos cargados de manera opuesta. De esta manera, estas especies de iones fuertes cargadas se eliminan continuamente y se transfieren a los compartimentos de concentración adyacentes.
A medida que los iones se dirigen hacia la membrana, pueden atravesar la cámara de concentración (ver figura) pero no pueden llegar al electrodo. Están bloqueados por la membrana contigua, que contiene una resina con la misma carga.

A medida que los iones fuertes se eliminan de la corriente del proceso, la conductividad de la corriente se vuelve bastante baja. El fuerte potencial eléctrico aplicado divide el agua en la superficie de las perlas de resina, produciendo iones de hidrógeno e hidroxilo. Éstos actúan como agentes regeneradores continuos de la resina de intercambio iónico. Estas resinas regeneradas permiten la ionización de especies acuosas neutras o débilmente ionizadas como el dióxido de carbono o la sílice. A la ionización le sigue la eliminación a través de la corriente continua y las membranas de intercambio iónico.

Las reacciones de ionización que ocurren en la resina en forma de hidrógeno o hidróxido para la eliminación de compuestos débilmente ionizados se enumeran a continuación:

Aplicaciones

EDI es útil para cualquier aplicación que requiera la eliminación constante y económica de las impurezas del agua sin utilizar productos químicos peligrosos. Algunos ejemplos son:

• Reutilización de agua residual en la industria de alimentos y bebidas
• Producción química
• Biotecnología
• Electrónica
• Cosmético
• Laboratorios
• Industria farmacéutica
• Agua para alimentación de la caldera
• Reducción de SiO ₂ ionizable y TOC (carbono orgánico total)

Desde la instalación, las unidades EDI funcionan de manera bastante confiable, proporcionando a los clientes agua de producción de alta pureza para la alimentación de la caldera de la planta de energía o el agua de enjuague de microchip. El agua producida ha cumplido o superado las especificaciones de agua de alta pureza del cliente. Además, cuando se requirió una limpieza con chorro de diluido como resultado de la suciedad, la calidad del producto se recuperó por completo.

<”Ventajas

Como sustituto del proceso de intercambio iónico más tradicional, EDI aporta avances tanto en energía como en gastos operativos al tren de tratamiento de agua de alta pureza. Al eliminar el requisito de regeneración periódica de la resina de intercambio iónico, también se obtienen beneficios ambientales al evitar la manipulación y el procesamiento de productos químicos ácidos y cáusticos que se llevan al sitio.

Algunas de las ventajas del EDI frente a los sistemas convencionales de intercambio iónico son:

• Operación simple y continua
• Químicos para la regeneración completamente eliminados
• Operación y mantenimiento rentables
• Bajo consumo de energía
• No contaminación, seguridad y confiabilidad
• Requiere muy pocas válvulas automáticas o secuencias de control complejas que necesitan la supervisión de un operador
• Requiere poco espacio
• Produce agua de alta pureza en un flujo constante
• Proporciona la eliminación completa de partículas inorgánicas disueltas
• En combinación con el pretratamiento de ósmosis inversa, elimina más del 99,9% de los iones del agua

Desventajas

• No se puede utilizar EDI para agua que tenga una dureza superior a 1, ya que el carbonato de calcio crearía una costra en la cámara del concentrado, limitando la operación
• Requiere un pretratamiento de purificación
• El dióxido de carbono pasará libremente a través de una membrana de ósmosis inversa, disociando y aumentando la conductividad del agua. Cualquier especie iónica formada a partir del gas de dióxido de carbono reducirá la resistividad de salida del agua producida por EDI. El manejo del CO ₂ en el agua se maneja típicamente de una o dos formas: el pH del agua se puede ajustar para permitir que la membrana de RO rejuvenezca las especies iónicas o el carbono dioxiado se puede eliminar del agua usando una tira de gas.

Más información sobre EDI unidades

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