QUÉ ES UN LECHO MIXTO

QUÉ ES UN LECHO MIXTO
QUÉ ES UN LECHO MIXTO
Las unidades de lechos mixtos son equipos que utilizan resinas de intercambio iónico
catiónica y aniónica mezcladas en un mismo recipiente.
Las partículas de resinas catiónica y aniónica están unas junto a otras, lo que permite
considerar al manto de resinas mezcladas como un conjunto de muchas etapas catiónanión. De este modo, cada “etapa” recibe el agua tratada por la anterior y la desmineraliza,
mejorando la calidad de salida. El agua así tratada será procesada por la siguiente “etapa”
mejorando aún más su calidad, y así sucesivamente.
Por las razones indicadas en el punto anterior, las unidades de lechos mixtos producen un
agua de máxima calidad, imposible de obtener con unidades separadas, aún regeneradas
en contracorriente.
Dependiendo de la calidad del agua de alimentación, un lecho mixto puede dar una
conductividad de salida de alrededor de 0,1 S/cm, y residuales de sílice de algunas pocas
ppb.
La contrapartida de estas ventajas es la complejidad de la regeneración. En efecto, las
resinas mezcladas deben ser previamente separadas para su posterior regeneración,
considerando que la resina catiónica debe ser regenerada con un ácido y la aniónica con
un álcali.
El proceso de separación se logra mediante un contralavado controlado, que aprovecha el
hecho de que las partículas de las resinas aniónicas tienen una densidad menor que la
correspondiente a las cationicas. Esto hace que durante el contralavado las resinas se
separen, quedando la resina aniónica en la parte superior y la catiónica en la parte
inferior.
Para la regeneración de las resinas se inyecta la soda cáustica por la parte superior y el
ácido por la parte inferior. Ambos reactivos salen por un colector ubicado en la zona de la
interfase entre las dos resinas. La soda circula hacia abajo y el ácido hacia arriba. La
circulación de la soda hacia abajo a través de la resina aniónica fuerza esta hacia abajo
impidiendo la expansión de la resina catiónica durante la regeneración.
Cuando hablamos de regeneración nos referimos a ambas etapas, regeneración y
desplazamiento (lavado lento).
También es posible efectuar la regeneración en forma secuencial, regenerando una resina
primero y luego la otra. En estos casos se necesita utilizar flujos de bloqueo para impedir
la expansión del manto o la entrada de un reactivo a la zona de la otra resina (ácido a la
resina aniónica, o soda a la resina catiónica).
Una vez efectuada la regeneración y el desplazamiento, se procede a la bajada de nivel,
que consiste en vaciar el agua contenida en la parte superior del recipiente hasta un nivel
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ubicado unos 10 cm por encima de la superficie de la resina aniónica. Luego se inyecta
aire por la parte inferior, lo que produce una gran turbulencia que mezcla ambas resinas.
Luego de aproximadamente 15 minutos de mezcla se permite la salida del agua restante
sobre la resina a través del colector de regenerantes. De esta manera se asegura que no
se produzca reclasificación de las resinas en la parte superior al asentarse las mismas.
A continuación se procede al llenado de la parte superior del recipiente con agua, lo que se
hace habitualmente a través del distribuidor de soda, de modo de que el agua que cae
inicialmente no disturbe el manto. Una vez lleno, se procede al enjuague final y
estabilización del manto de resinas mezcladas. Habitualmente se trata de unos 15 a 20
minutos de enjuague hasta alcanzar la conductividad requerida.
Cuando se utilizan los lechos mixtos
Si comparamos un lecho mixto con un tren catión-anión vemos que el lecho mixto tiene la
ventaja de una calidad superior y la utilización de un solo recipiente. Sin embargo,
simultáneamente con estas ventajas tenemos una proceso mas complejo de
regeneración, y lo que es mas importante, una eficiencia de regeneración baja en
comparación con la de un tren catión-anión. La eficiencia de regeneración es la relación
entre la cantidad de regenerantes utilizados y la cantidad de sales retenidas.
En la figura que sigue se muestran las calidades y los consumos típicos de los distintos
sistemas de desmineralización.
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Por los altos consumos de reactivos (altos costos operativos), los lechos mixtos rara vez
se utilizan para desmineralizar agua de pozo o de río con salinidades medias. Como
excepción se han utilizado en algunos lugares donde existen ríos de muy baja salinidad
(~20 a 30 ppm de sales totales). Se utilizan en equipos pequeños para laboratorios y otros
usos, donde por el pequeño caudal el alto costo operativo no incide frente a la complejidad
y costos de instalación de sistemas catión-anión.
La utilización fundamental de los lechos mixtos es como unidades pulidoras, tratando
agua previamente desmineralizada por un tren catión-anión, o por una unidad de ósmosis
inversa. De este modo, se obtiene una alta calidad de agua tratada, y la baja eficiencia no
es un problema ya que la cantidad de sales que debe retener es muy baja.
Tomemos por ejemplo el caso de la planta típica, donde el agua de pozo a desmineralizar
tiene una salinidad aproximada de 280 ppm como CO 3Ca. La fuga de sales del tren catiónanión puede llegar a un valor aproximado a 2 ppm, lo que daría una conductividad de
alrededor de 10 S/cm2. El lecho mixto debe eliminar estas 2 ppm. O sea que para eliminar
280 ppm, el tren catión-anión elimina 278 (~99,3 %) y el lecho mixto las 2 restantes
(~0,7 %). Si consideramos que el consumo de reactivos de un lecho mixto (medido en
unidades equivalentes) es de aproximadamente cuatro veces la salinidad a retener,
mientras que el consumo del tren catión-anión es de solo una vez y media, el consumo
total resulta de 417 ppm para el tren catión-anión (278 x 1,5) y de 8 ppm para el lecho
mixto (2 x 4). El consumo del lecho mixto representa menos del 2 % del total. Por lo tanto,
la posible ineficiencia de este 2 % no tiene peso.
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