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José Luis Pérez Talavera
CONTENIDO
¿Qué es la Electrodiálisis? Bucle de recirculación de salmuera Pila de membranas y Componentes Electrodiálisis Reversible Cambio de polaridad y autolimpieza Parámetros y límites de diseño Mejoras del Proceso: 3ª Generación Diagrama de flujo Aplicaciones de la EDR
José Luis Pérez Talavera
¿Qué es la Electrodiálisis?
La Electrodiálisis es un proceso de separación electroquímica en donde los Iones son transferidos a través de membranas de intercambio iónico por medio de corriente continua (VCC)
José Luis Pérez Talavera
Proceso de Electrodiálisis Cátodo (-)
Anodo (+)
Membrana de Transferencia Catiónica
Membrana de Transferencia Aniónica
Producto Desmineralizado
Concentrado Membrana de Transferencia Cationica Na+
Na +
Cl - Na +
Na + Cl -
Cl
Na + Na +
Cl - Cl-
Cl - Cl -
Na +
Na + Cl -
Na + Na +
Na +
Na +
Cl - Cl -
- - - - -
Cl -
+ + + + +
Na+ Na+ Na+
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl- Na+
Na+
Na+ Na+ Na+ Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Vcc
Anodo (+) Cátodo(-)
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl- Na+
Na+
Na+ Na+ Na+ Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Vcc
Anodo (+) Cátodo(-)
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl- Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Cl-
Cl- Cl-
Cl-
Vcc
Anodo (+) Cátodo(-)
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl-
Na+
Vcc
Anodo (+) Cátodo(-)
C A
Cl-
Na+
C A
Na+
Cl-
Na+
Cl-
C A
Cl-
Na+ Cl-
Na+
C
Na+
Na+ Cl-
Cl-
A C A = Membrana Aniónica. Solo permite el paso a iones - C = Membrana Catiónica. Solo permite el paso a iones +
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl-
Na+
Vcc
Anodo (+) Cátodo(-)
C A
Cl-
Na+
C A
Na+
Cl-
Na+
Cl-
C A
Cl-
Na+ Cl-
Na+
C
Na+
Na+ Cl-
Cl-
A C A = Membrana Aniónica. Solo permite el paso a iones - C = Membrana Catiónica. Solo permite el paso a iones +
José Luis Pérez Talavera
Celda Electrolítica
Cl-
Na+
Vcc Anodo (+) Cátodo(-)
C A
Cl-
Na+
C A
Na+
Cl-
Na+
Cl-
C A
Cl-
Na+ Cl-
Na+
C
Na+
Cl-
Cl-
A C A = Membrana Aniónica. Solo permite el paso a iones - C = Membrana Catiónica. Solo permite el paso a iones +
Salm
uera
Salm
uera
Salm
uera
Salm
uera
Prod
ucto
Prod
ucto
Prod
ucto
Prod
ucto
José Luis Pérez Talavera
¿cuál es el inconveniente de este diseño?
La recuperación o recobro de agua es de solo un 50%
RECUPERACIÓN= Qp / Qa Qp = Caudal de producto Qa = Caudal de alimentación
José Luis Pérez Talavera
Recirculación de salmuera
1) Se añade una bomba de recirculación
2) Se añade un aporte de agua de alimentación al bucle de salmuera
Ahora se puede regular la recuperación de agua
José Luis Pérez Talavera
Recirculación de salmuera
1) Ahora la alimentación pasa solo por los conductos de desalación.
2) Igualmente, el concentrado pasa solo por los conductos de concentración
El agua de aportación es la que regula la recuperación
José Luis Pérez Talavera
COMPONENTES BASICOS DE UNA PILA DE DESALINIZACION DE ELECTRODIALISIS
✔ n Pares de células
✔ 2 Compartimentos de Electrodos
José Luis Pérez Talavera
¿Qué es un Par de Células? ✔ Es el elemento básico para construir una pila de membranas de
ED.
Compuesto por Membrana de Intercambio Aniónico
– Espaciador del Concentrado
Membrana de Intercambio Catiónico
Espaciador del agua desmineralizada
– Cientos de pares de membranas son ensambladas en forma horizontal ( en paralelo) en medio de dos electrodos formando así la pila de membranas.
José Luis Pérez Talavera
Propiedades de las membranas de Electrodiálisis
1) Debe discriminar entre iones de carga opuesta
2) Debe conducir la electricidad
3) Debe ser impermeable
4) Debe poseer resistencia mecánica
5) Debe poseer resistencia química
6) Debe poseer una larga vida
7) Debe ser flexible para facilitar su manejo
José Luis Pérez Talavera
MEMBRANAS
CATIONICA GRAN AFINIDAD POR EL
AGUA GRUPO SO3
- (SULFONATO) IMPIDE EL DEPOSITO DE COLOIDES (LA MAYOR PARTE DE LOS COLOIDES SON
HIDROFOBICOS Y POSEEN CARGA -) -GRAN RESISTENCIA QUIMICA- -NO SE ENSUCIA- (EN LA NATURALEZA LA HEPARINA REALIZA EL MISMO
PAPEL EN LAS VENAS)
POLIESTIRENO
SO3-
José Luis Pérez Talavera
MEMBRANAS
CH3CH3
CH3
CH2
CLORURO DE POLIVINIL BENCILO
N+
ANIONICA -DERIVADOS DEL ION AMONIO
CUATERNARIO (NH4+) TAL COMO EL
TRIMETILAMONIO -BAJA RESISTENCIA QUIMICA -SUFRE ENSUCIAMIENTO
COLOIDAL
José Luis Pérez Talavera
DISPOSICIÓN
Membrana de Intercambio Anionico
Membrana de Intercambio Cationico
Membrana de Intercambio Anionico
Membrana de Intercambio Cationico
ELECTRODO _ _ _ _ _
ELECTRODO + + + + +
Flujo de Electrodos
Flujo de Alimentación
Flujo de Concentrado
Flujo de Alimentación
Flujo de Electrodos
José Luis Pérez Talavera
ESPACIADORES
✔ Conducen los flujos de concentrado y producto en el interior de la pila
✔ Produce flujos altamente turbulentos en los caudales de concentrado y producto
✔ Constituyen “tuberías verticales” en el interior de la pila, por las que son distribuidos, en la forma adecuada, los caudales de concentrado y alimentación.
José Luis Pérez Talavera
ESPACIADORES
- - - - -
+ + + + +
Membrana de Intercambio Anionico
Membrana de Intercambio Cationico
Membrana de Intercambio Anionico
Membrana de Intercambio Cationico
Concentrado
Producto desmineralizado
Concentrado
Cátodo (-)
Anodo (+)
Corte del Espaciador
Flujo Turbulento
El flujo en los espaciadores genera turbulencia para incrementar la remoción de sales
José Luis Pérez Talavera
ESPACIADORES
A
B
C
D
Orificio de entradadel agua Desmineralizada
Orificio de salidadel agua Desmineralizada
Orificio de salidadel Concentrado
Orificio de entradadel Concentrado
Direccion del flujo de desmineralizacion
A
B
C
D
Direccion del flujo de Concentrado
Orificio de entradadel agua Desmineralizada
Orificio de salidadel agua Desmineralizada
Orificio de salidadel Concentrado
Orificio de entradadel Concentrado
Espaciadores de flujo
José Luis Pérez Talavera
Formación de la Pila de Membranas
Espaciador deAgua Desmineralizada
Orificio de SalidaAgua Desmineralizada (C)
Orificio de Salidadel Concentrado (D)
Orificio de Entradadel Concentrado (B)
Espaciador deAgua Desmineralizada
Orificio de EntradaAgua Desmineralizada (A)
Espaciador delConcentrado
Espaciador delConcentrado Orificio de Entrada
Agua Desmineralizada Orificio de Entradadel Concentrado
Orificio de Salidadel Concentrado
Orificio de SalidaAgua Desmineralizada
Configuración de los Espaciadores
José Luis Pérez Talavera
Flujos en la Pila de Membranas Alimentación
ConcentradoAlimentaciónelectrodos
Agua deelectrodos
Alimentaciónelectrodos
Agua deelectrodos
ProductoConcentradode salida
Cátodo (-)
Ánodo (+)
Membranacatiónica gruesa
Espacio deflujo concentrado
Espacio deflujo desmineralizado
Membranaaniónica
Membranacatiónica
José Luis Pérez Talavera
Formación de la Pila de Membranas
La acumulación en paralelo de varios cientos de pares de celdas constituye la pila de membranas.
PILA EDR
Agua de Alimentación
Concentrado
Agua Desmineralizada
José Luis Pérez Talavera
¿Qué es el compartimiento de electrodos?
✔ Es una parte de la pila de membranas diferenciada del resto y que es recorrido por un caudal de agua denominado flujo de electrodos.
Compuesto por
– Electrodo
– Espaciador Grueso
– Membrana Catiónica Gruesa
José Luis Pérez Talavera
ELECTRODOS
✔ Es el elemento que permite la conexión eléctrica de la pila de membranas a la fuente de tensión de c.c.
✔ Distribuye la corriente aplicada sobre toda la superficie de la membrana con un doble objetivo:
➩ Que la superficie útil de la membrana sea la mayor posible
➩ Disminuir al máximo la densidad de corriente aplicada
José Luis Pérez Talavera
ELECTRODOS
Es en el único lugar de la pila, donde se producen reacciones de oxidación - reducción
José Luis Pérez Talavera
ELECTRODOS
ANODO +
2 Cl- Cl2 + 2e-
2 H2O 4H+ + O2 + 4e-
CATODO -
2 H2O + 2e- 2OH- + H2
1) Formación de hidróxidos 2) Incremento del pH
3) Incremento del voltaje de electrodo
4) Disminución del área efectiva con el consiguiente aumento de densidad en el área no cubierta
José Luis Pérez Talavera
Rendimiento de un Sistema de Electrodiálisis
µ = F* x Q X N X 100
I x n
F* = 1 FARADAY = 96.500 AMP-SEG/26,8 AMP-HR
Q = CAUDAL
N= DIFERENCIA DE NORMALIDAD ENTRE LA ENTRADA Y LA SALIDA
∑ I = SUMATORIA DE INTENSIDADES
n = NUMEROS DE PARES DE CELULAS
(Este rendimiento no nos dice nada en cuanto al consumo energético solamente en cuanto al trabajo realizado por la corriente)
José Luis Pérez Talavera
Resistencia de una Pila TAMAÑO: 40 x 18” (102 x 46 cm)
Nº DE PARES DE CELULAS 500
CONDUCTIVIDAD ALIMENTACION = 6.592 µs/cm
CONDUCTIVIDAD PRODUCTO = 1.374 µs/cm
CONDUCTIVIDAD SALMUERA = 39.700 µs/cm
1ª ETAPA = 10 Ω 2ª ETAPA = 10.5 Ω
3ª ETAPA = 12.2 Ω 4ª ETAPA= 14.5 Ω
5ª ETAPA= 19.5 Ω
6ª ETAPA= 23.5 Ω
José Luis Pérez Talavera
ENERGÍA REQUERIDA
1) Disipación por calor 2) Membranas no 100% selectivas
3) Polarización
4) Quemaduras (corrientes horizontales)
5) Contrapotenciales por diferencia de concentración
6) Membranas no 100% impermeables 7) Fugas directas a través del colector
EXCEDE A LA TEORICA POR VARIAS RAZONES
José Luis Pérez Talavera
Proceso de Electrodiálisis Reversible
Electrodiálisis Reversible es un proceso de electrodiálisis en la cual se cambia periódicamente (de 2 a 4 veces por hora) la polaridad de los electrodos, lo que genera una autolimpieza continua.
José Luis Pérez Talavera
Proceso de Electrodiálisis Reversible
Previene la incrustación Disuelve las posibles precipitaciones incipientes
en las membranas Reduce la dosificación de productos químicos Limpieza automática de los electrodos con el
ácido formado durante la operación anódica Autolimpieza ante el ensuciamiento coloidal
Ventajas
José Luis Pérez Talavera
Proceso de Electrodiálisis Reversible
Se necesita menos agua de alimentación: aumentando la recuperación del sistema
Reduce el volumen de agua en el pre tratamiento Maximiza la concentración de sales en el concentrado Disminuye el consumo energético Aumenta la capacidad de producción Disminuye el consumo de productos químicos
Ventajas de aumentar la recuperación de agua
José Luis Pérez Talavera
Cambio de polaridad
Cambia la polaridad de 2 a 4 veces por hora, con la finalidad de prevenir las incrustaciones.
Disuelve las posibles precipitaciones enviándolas al desecho.
Reduce la formación de fango, lama o similares en la superficie de las membranas.
Elimina la necesidad de dosificación continua de químicos químicos, en la mayoría de los casos.
Limpieza automática de los electrodos con el ácido formado durante la operación anódica.
José Luis Pérez Talavera
Cambio automático de la polaridad
Polaridad Negativa Polaridad Positiva
Cl _
Na +
Na +
Na +
Cl _
Cl _
Cl _
Na +
C
A
C
A
C
A
C
ANODO (+) "X" ENTRADA
"X" SALIDA PRODUCTO PRODUCT
"Y" ENTRADA "Y" SALIDA DESECHO
CATODO (-)
Cl _
Cl _
Na +
Na +
Cl _
Na +
Na +
Cl _
Cl _
Cl _
Na +
C
A
C
A
C
A
C
CATODO (-) "X" ENTRADA
"X" SALIDA RECHAZO
"Y" ENTRADA "Y" SALIDA PRODUCTO
ANODO (+)
Cl _
Cl _
Na +
Na +
Na +
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Ensuciamiento Coloidal
+ + + +
- - - -
+
- -
- -
+ + + + + + + + +
- - - - -
(-) Cátodo
(+) Anodo
Membrana de Intercambio Catiónico
Membrana de Intercambio Aniónica
- - - - - -
- -
- - - - - -
- - - - - - -
- -
-
- - - - - -
- -
- - - - - -
- -
- - - - - -
- -
Polaridad Positiva
Flujo de Alimentacion
José Luis Pérez Talavera
Autolimpieza
- - - - -
+ + + + +
+
- -
- -
+ + + + + + + + +
- - - - -
(+) Anodo
(-) Cátodo
Membrana de Intercambio Catiónico
Membrana de Intercambio Aniónica
- - - - - -
- - - - - - -
- -
- - - - - -
- -
-
- - - - -
- -
-
- - - - - -
- -
- - - - - -
- -
Flujo de Alimentación
- -
- - - - -
- - - -
Polaridad Negativa
José Luis Pérez Talavera
Condiciones Físicas
Análisis de Agua de Alimentación – Los Iones Bivalentes se mueven más rápido que los
monovalentes. Temperatura del Agua
– Los Iones se mueven más rápido a altas temperaturas que a bajas temperaturas.
#1#1
José Luis Pérez Talavera
Condiciones Físicas Selectividad de los Iones
DEPENDE DE: 1) LOS IONES PRESENTES 2) SUS CONCENTRACIONES 3) SUS MOBILIDADES 4) SU CARGA ELÉCTRICA
EN LA PRÁCTICA LOS IONES DIVALENTES SON
TRANSPORTADOS MEJOR QUE LOS MONOVALENTES
José Luis Pérez Talavera
Condiciones Físicas Ejemplo de eliminación de sales en %
LITERATURA LITERATURA
Na 78,3 80,6 80 73
Ca 92,3 90,5 94 93
Mg 94 88,5 85 91
K --- --- 89 85
CO3H 67 64,4 71 60
CL 81,5 82,3 86 85
SO4 92,5 89,7 92 87
TOTAL 81,7 84,6 84 83
MASPALOMAS I
José Luis Pérez Talavera
SÍLICE
ED & EDR no elimina ni concentra la sílice:
– La sílice no está ionizada a un pH inferior a 9,5.
Aguas con alto contenido en sílice:
– No existe impacto en la recuperación de agua, al contrario que la O.I.
José Luis Pérez Talavera
REMOCIÓN DE ORGÁNICOS Y PRECURSORES DE THM
ED / EDR
– No es en general un buen proceso para remover compuestos orgánicos solubles.
– Remueve ácidos orgánicos de bajo peso molecular
Reduce C.O.T. entre 15 – 60 % Remueve entre 0 – 50 % de los precursores de THM No remueve THM
José Luis Pérez Talavera
ENSUCIAMIENTO BIOLÓGICO Las bacterias del agua, pueden formar colonias que se desarrollan en
los depósitos orgánicos existentes en la superficie de las membranas.
Las membranas de O.I. de poliamida no toleran oxidantes. Las membranas de E.D. toleran los oxidantes.
– Las E.D. pueden operar con 0,5 ppm de cloro libre residual de forma continuada.
José Luis Pérez Talavera
ENSUCIAMIENTO ORGÁNICO La estructura polimérica de las membranas de E.D. facilita su
ensuciamiento por orgánicos. Algunas membranas aniónicas se ensucian de forma irreversible
debido a los compuestos orgánicos. Las membranas aniónicas de base acrílica, son más resistentes al
ensuciamiento orgánico irreversible.
José Luis Pérez Talavera
ETAPAS
El propósito de las etapas es proporcionar suficiente área de membrana y tiempo de retención para eliminar una fracción determinada de sal de un sistema.
Existen dos clases de etapas, las eléctricas y las
hidráulicas.
José Luis Pérez Talavera
¿Qué es una etapa de E.D.?
Es un conjunto de pares de células de electrodialisis sometidas al mismo potencial de VCC e igual orientación de la circulación de los flujos de diluido y concentrado, diseñadas para eliminar una fracción determinada de sal de un sistema.
Existen dos clases de etapas: las eléctricas y las hidráulicas.
Etapas hidráulicas
Es un conjunto de pares de células de electrodialisis situadas entre dos electrodos adyacentes. Una etapa eléctrica puede contener varias etapas hidráulicas.
Etapas eléctricas
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas
La máxima eliminación teorica de sales en una etapa hidráulica es del 70 %, con valores típicos de diseño del 40-60 %
Para incrementar la cantidad de sales eliminada en un sistema de ED se deben añadir etapas hidráulicas.
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas Etapas hidráulicas para una remoción deseada de sales
ETAPA 1
+ + +
- - -
+ + +
- - -
ETAPA 2
+ + +
- - -
ETAPA 3
Alimentación
50 % corte de sales
75 % corte de sales
87.5 % corte de sales
Producto
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas
En sistemas donde hace falta gran capacidad de producción la adición de etapas hidráulicas se consigue añadiendo más pilas en serie para conseguir la calidad de agua deseada.
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas Líneas en paralelo para aumentar la producción
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
+ + +
- - -
30-33 m3/h por línea
50% corte de sales
75% corte de sales
120-132 m3/h producto
87.5% corte de sales
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas
En sistemas con no tan grande capacidad de producción se pueden introducir varias etapas hidráulicas en una misma pila.
Aparecen así una o más membranas catiónicas gruesas
adicionales.
José Luis Pérez Talavera
Etapas hidráulicas
+ Electrodo
- Electrodo
Etapa hidráulica 1
Etapa hidráulica 2
Etapa hidráulica 3
Pila de 3 etapas hidráulicas y 1 etapa eléctrica
PILAS MULTIETAPA
José Luis Pérez Talavera
Etapas eléctricas
Las etapas eléctricas se consiguen insertando pares de electrodos adicionales en una pila de membranas.
Esto nos proporciona flexibilidad en el diseño del sistema, consiguiendo máximos porcentajes de eliminación de sales y evitando limitaciones de polarización y presiones.
José Luis Pérez Talavera
Etapas eléctricas
Pilas multietápicas – Etapas eléctricas
Etapa hidráulica 1
Etapa hidráulica 2
Etapa hidráulica 3
+ Electrodo
+ Electrodo
- Electrodo
- Electrodo Etapa
eléctrica 2
Etapa eléctrica 1
Pila de 3 etapas hidráulicas y 2 etapas eléctricas
José Luis Pérez Talavera
EDR: diagrama de flujo típico
Bomba alim.
PRV
Filtro de cartuchos
Válvulas de reversión Pila de
membranas
Válvulas de reversión
Válvula de producto
Bomba de recirculación
Alim. Diluido
Producto
Producto fuera de normas
Desecho de salmuera
Recirc. De salmuera
Aportación a salmuera
José Luis Pérez Talavera
Caída de presión
La caida de presión a través de una pila de membranas es la suma de las caidas a través de cada etapa hidráulica, que a su vez dependen del tipo de espaciador, el caudal por etapa y el número de pares de cada etapa.
En la práctica se suele mantener la presión por debajo de
3,5 kg/cm2.
José Luis Pérez Talavera
Presión diferencial
La presión diferencial es la diferencia de presión hidraúlica entre el flujo de diluido y el de concentrado. Dicha presión diferencial se mantiene unos 100-150 cm H20 positiva (presión del diluido mayor que la del concentrado).
José Luis Pérez Talavera
Transferencia de agua
Algo de agua es eléctricamente (no hidráulicamente) transferida a través de la membrana junto con los iones. La cantidad de agua transferida varía con el tipo de membrana y con la concentración de la solución. Típicamente es transferido el 0,5% del diluido por cada 1000 ppm de sal eliminada.
José Luis Pérez Talavera
Polarización
Es el punto, en el cual, la intensidad de corriente por unidad de area de una membrana excede a la capacidad de transporte de la solución, provocando la disociación de las moleculas de agua, lo que origina la formacion de iones de OH- y H+
José Luis Pérez Talavera
Polarización
Cuando no existen iones suficientes para transportar la corriente aplicada,comienza la disociación del agua.
El agua (H2O) se disocia en Hidrogeno (H+) y Hidroxil (OH-)
– El ión OH- sube el pH haciendo las sales menos solubles. – El ión OH- transferido a través de la membrana anionica se
combina con el HCO3- creando CO3
-- y H2O – - Los iones CO3
- se combinan con el Ca+ creando CaCO3 ,el cual precipita como sal solida..
José Luis Pérez Talavera
Polarización
Concentrado
Membrana Catiónica
Membrana Aniónica
Concentrado
Concentrado
Alimentación
H+ + HCO-3 CO2 + H2O
H2O H+
OH-
OH- + HCO-3 CO3
-- + H2O CO--
3 + Ca++ CaCO3
José Luis Pérez Talavera
Polarización
La Polarización puede ser localizada (en unos pocos pares de células o general (en toda la pila).
La Polarización es causada por una reducción de caudal,
una reducción de la salinidad o un aumento de amperaje. – La disminución del caudal puede ser local debido a
un bloqueo por suciedad o general por reducción del caudal de alimentación.
José Luis Pérez Talavera
Polarización
05
1015202530354045
0 500 1000 1500 2000 2500
Conductividad Producto
Am
pe
rio
s
80 m3/h90 m3/h100 m3/h
José Luis Pérez Talavera
Polarización
Dependiendo de la selectividad de las membranas y de la densidad de corriente, el producto cambia de pH
José Luis Pérez Talavera
Quemaduras
Es el fenómeno por el cual, la corriente, en vez de circular perpendicularmente a las membranas, lo hace horizontalmente para dirigirse al colector de salmuera, cortocircuitando ambos electrodos, generando suficiente calor para dañar las membranas y los espaciadores.
José Luis Pérez Talavera
Quemaduras
e
e- e-
e- e- e-
e-
e-
Electrodo
Electrodo
Membrana cationica g.
Membrana catiónica g.
Espaciador grueso
Espaciador grueso
Espaciador
Espaciador
Membrana aniónica
Membrana aniónica
Aislante del electrodo
José Luis Pérez Talavera
Quemaduras
✔ En una planta en funcionamiento, las quemaduras pueden aparecer cuando el voltaje aplicado a la pila es aumentado significativamente respecto al de diseño, o cuando se le aplica tensión a una pila sin caudal de agua en circulación
José Luis Pérez Talavera
Retrofusión
✔ Es un fenómeno debido a la gran diferencia en las concentraciones del flujo del agua desmineralizada y el de concentrado y mediante el que parte de los iones del concentrado son transferidos al de desmineralizado en contra de la fuerza ejercida por el potencial de C.C.
José Luis Pérez Talavera
Retrofusión
✔ En una planta en operación, ocurre cuando se aumenta excesivamente la recuperación (salmuera más y más concentrada) bien porque se disminuye la aportación o se aumenta los amperios aplicados o se opera con un caudal de diluido muy bajo respecto al de diseño
➩ El fenómeno dará lugar a una operación ineficiente de la planta, ya que se produce la contaminación del producto por el concentrado
José Luis Pérez Talavera
Inversión de la polaridad secuencial
ETAPA 1
+ + +
- - -
ETAPA 2
+ + +
- - -
ETAPA 3
+ + +
- - -
ALIM PRODUCTO
ETAPA 1
ETAPA 2 + + +
- - -
ETAPA 3
+ + +
- - -
ALIM
INVIRTIENDO POLARIDAD
PRODUCTO
ETAPA 1
+ + +
- - - ETAPA
2 ETAPA
3
- - -
+ + + PRODUCT0
INVIRTIENDO POLARIDAD
ALIM
José Luis Pérez Talavera
Inversión de la polaridad secuencial
ETAPA 1
+ + +
- - - ETAPA 2
+ + +
- - - ETAPA
3
+ + +
- - -
ALIMENTACIÓN
INVIRTIENDO POLARIDAD
PRODUCTO FUERA DE NORMAS A DESECHO
ETAPA 1
+ + +
- - - ETAPA
2
+ + +
- - - ETAPA
3
+ + +
- - - ALIMENTACIÓN PRODUCTO
Inversión terminada
José Luis Pérez Talavera
E.D.R.
Modos de operación para aumentar la recuperación
de agua
§ Recirculación del PFN al tanque de alimentación
§ Recirculación del concentrado
§ Inversión de polaridad por fases
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Recirculación del flujo de electrodos
+ + +
- - -
Tanque desgasificador
Alim.
Producto Flujo de Electrodos
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Recirculación del flujo de electrodos
✔ Aumenta la recuperación
✔ Disminuye el volumen de agua de rechazo
(Normalmente se utiliza esta opción en plantas muy pequeñas)
✔ El agua de electrodos tiene, generalmente, Cl2
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Recirculación del producto fuera de normas Alim.
Producto
Recirculacion del OSP
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Recirculación del producto fuera de normas
✔ Aumenta la recuperación hasta el 7%
✔ Aumenta la conductividad del agua de alimentación ligeramente.
José Luis Pérez Talavera
Inyección Química a Electrodos
+ + +
- - -
Desgasificador
Bomba de Ácido Alim.
Producto
José Luis Pérez Talavera
Inyección Química a Electrodos
✔ Previene la formación de incrustaciones en los compartimientos de electrodos
José Luis Pérez Talavera
Adición Química al Bucle de Salmuera
Bomba de Ácido Alim.
Producto
Rechazo
Recirculación De Salmuera
Aportación
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Adiciones químicas
✔ CaCO3: ácido al bucle de salmuera
✔ CaSO4: anti incrustante a la salmuera
José Luis Pérez Talavera
E.D.R. Adición Quimica al Bucle de Salmuera
✔ Se añade ácido o anti-incrustante ✔ Permite un rechazo mas concentrado ✔ Mayor recuperación de agua ✔ Menor volumen de rechazo
José Luis Pérez Talavera
Límites de Diseño Condición Limites
Normal A. incrustantePolarización (max) 70% 70%Corte por etapa (max) 55% 55%Quemaduras (max) 80% 80%CaSO4 Saturación (max) 150% 240%BaSO4 Saturación (max) 800% 1000%SrSO4 Saturación (max) 280% 450%CaF2 Saturación (max) 800% ?Indice de Langelier (max) 2,1 2,3Velocidad (min) 18 cm/sec @ 70% Pol.
17 cm/sec @ 60% Pol.16 cm/sec @ 50% Pol.
Fe (disuelto) 0.3 mg/lMn (disuelto) 0.1 mg/l -
José Luis Pérez Talavera
Aplicaciones idóneas de la E.D.R.
✔ Aguas con contenidos en sales entre 400 - 2.000 mg/l
✔ Eliminación de sales < 80 %
✔ Cuando se requiera un recobro muy alto (hasta el 90%)
✔ Limitación de caudal de agua de alimentación
✔ Coste alto de evacuación de salmuera ✔ Aguas superficiales o depuradas
(Recuperación de la O.I. limitada por CaCO3, CaSO4, BaSO4 y Sílice)
Introducción
José Luis Pérez Talavera
Diferencias entre los sistemas de desalinización por membranas
ALIMENTACION PRODUCTO
PRODUCTO
PRODUCTO
RECHAZO
SAL SAL SAL
E.D.R.
AGUA AGUA
AGUA AGUA
RECHAZO
O.I.
AGUA AGUA
BOMBA
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