Se trata de un sistema diseñado para producir una corriente de desmineralizado,
sin la adición continua de productos químicos durante una operación.
Este sistema emplea la inversión periódica de la polaridad de los electrodos de la
pila, resultando un control de los precipitados y del ensuciamiento
Así, la polaridad se invierte tres o cuatro veces por hora, con lo que cambia la
dirección del movimiento de los iones dentro de la pila, controlándose de esta
forma la formación de precipitados y ensuciamiento.
El mecanismo fundamental de la ED/EDI es el transporte de electrólitos a través
de las membranas, está claro que el proceso ED/EDI ofrece la oportunidad de
separar los compuestos ionizados de los no ionizados o débilmente ionizados
desde una solución.
El uso de la ED/EDI, para la eliminación de contaminantes del agua y agua
residual está generalmente restringido a los iones pequeños como sodio, calcio,
cloruro, sulfato, etc.
Cuando
los
grandes
iones
orgánicos
están
presentes
en
solución
la
conductividad eléctrica y permselectividad de la membrana disminuye, con el
efecto adverso sobre el rendimiento de la desalación.
EQUIPO DE
ELECTRODIALISIS
MENBRANAS CATIONICA Y
ANIONICA
MENBRANA ESPACIADORA
APILAMIENTO DE LAS
MENBRANAS
Se introduce el agua por el tubo de alimentación, una vez dentro los iones de sales
presentes empiezan a escaparse y a moverse, atravesando las paredes de las
membranas, y al salir, el agua esta absuelta de sales, por que se han ido perdiendo en el
camino.
En el sistema de electrodiálisis se necesitan 2 flujos, el flujo que se va tratar, el que va
perder las sales y el otro que recoja las sales que se van a tratar.
LA ALIMENTACIÓN: es el agua que se
alimenta al sistema para ser
desmineralizado.
EL PRODUCTO: que es el agua
desmineralizado que no contiene sales.
EL CONCENTRADO O SALMUERA: que es el
agua que va sacar las sales del sistema
que ha perdido el producto.
El agua al ser un disolvente universal, hace que cualquier sal de forma cristalina se
disuelva, el agua la disocia en iones elementales positivos y negativos, en la cual en el
agua va estar ese conjunto de iones que han sido disociados a partir de las sales que
han entrado en esa agua.
Se introduce una corriente continua en el recipiente donde esta el agua con los iones,
y como al estar el interruptor abierta no pasa nada.
Pero al cerrar el interruptor los iones al estar cargados positiva y
negativamente, tenderán a moverse al electrodo de carga contraria.
Al extremo se encuentra el CÁTODO que es negativo, en la cual atrae a todos los
iones positivos y al otro extremo se encuentra el ANODO que es positivo y atrae a
todos los iones negativos.
En el medio como no hay iones, solo seria agua pura (el agua pura no conduce la
electricidad), en la cual no hay carga por no a ver iones y por consecuencia no
pasaría la corriente.
Ahora en el sistema se introduce las membranas que son flexibles, en las cuales
son las membranas ANIONICA (A) y las membranas CATIÓNICAS (C),
Ahora las membranas tiene propiedades de que son impermeables, en el cual
el agua no puede pasar a través de ellas y eso produce que se forme
compartimientos o paredes que hace que el agua no pase hacia el otro lado,
pero si dejando pasar los iones a través de ella.
Las membranas solo dejan pasar un tipo de ion, ya sea positiva o negativa. Si
dejan pasar los iones positivos se les llaman membranas CATIÓNICA y si dejan
pasar los iones negativos se les llama membrana ANIONICA.
Ahora
el
agua
que
circule
por
los espaciadores
y
tener
un
mejor
funcionamiento, el flujo debe de ser turbulenta para el agua se quede mas
tiempo en el sistema para incrementar la remoción de sales, y así evitar que el
flujo se vuelva laminar.
1-
En el caso del ÁNODO (positivo), cuando llega un ion como el cloruro que es negativo, se
acerca y
se une al electrodo, este sede su electrones de mas y se oxida, y se forma Cloro
en estado
molecular que es gas y suelta sus electrones de mas .
2-
El agua con contacto con el ÁNODO, también se disocia produciendo Protones y
Oxigeno en forma
de gas, luego en el electrodo positivo se tiene Oxigeno y Cloro gas y a la
ves Protones
Al generar protones el pH del agua baja, al bajar el pH es bueno ya que las sales se forma
solo
cuando el pH sube o es alto, ya que al ser el pH bajo esta es mas acida, en las cuales
las sales no se forman en cristales y no hay riesgo de incrustación y menos de obstruir el
Ahora en el CÁTODO la molécula de agua se disocia y genera Hidrogeno, y
también el radical OH, como es una Base alta, va subir el pH del agua, aquí se
tiene un riesgo que se forme incrustaciones y pueda estropear todo el sistema.
En un sistema EDR típico, esta inversión de la polaridad ocurre cada 15 minutos y se lleva a cabo
automáticamente. Originalmente los compartimientos 2 y 4 que se vaciaban de iones dando lugar a
dos corrientes de desmineralizado (situación A), después de la inversión de polaridad, se llenan de
iones originando dos corrientes de concentrado (situación B). La situación de los compartimientos 3 y 5
es justamente la inversa a la anterior.
A
B
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, en la
mayoría de los casos.
Limpieza automática de los electrodos con el acido formado
durante la operación anódica.
Un electrodo es una placa de titanio que esta recubierta de platino para evitar que
tenga una vida corta, y así evitar que se oxide, y para que esta tenga una vita útil
de mucho tiempo.
En la pila entra agua de alimentación cargada de coloides de carga negativa, en su
recorrido se encuentra con la membrana positiva y se depositan en ella ensuciando la
membrana ANIÓNICA, que es atraída hacia ella aun así sin corriente por ser la membrana
positiva y los coloides por ser negativas.
Al invertir la polaridad, ahora el agua que entra con coloides mas los coloides que
estaban en la membrana ANIONICA, tienden a ir hacia arriba porque el polo positivo
ahora se encuentra arriba, al ir hacia arriba se encuentran con la membrana que
nunca se ensucia por tener carga negativa que es la membrana CATIÓNICA, no
dejándola entrar y por el contrario rechazándola.
El proceso de electrodiálisis reversible requiere de pretratamiento más simple
debió a:
La buena tolerancia de las membranas al cloro libre y cloraminas utilizados
para el control biológico del proceso. Esta característica evita la decloracion
posterior necesaria en otros procesos sensibles a tales componentes.
La alta resistencia de las membranas electrodiálisis reversible a los tanques
bacterianos.
La geométrica de los canales hidráulicos de los espaciadores intermembrana
del sistema electrodiálisis reversible es de paso superior al paso de malla
equivalente del sistema de osmosis inversa. En consecuencia las pilas de
electrodiálisis inversa se obstruyen mas difícilmente siendo más apropiadas
para el tratamiento de aguas residuales.
El proceso de electrodiálisis cambia de polaridad por hora realizando un auto
enjuague de sus membranas con agua producto; en consecuencia el sistema
no pierde capacidad de producción debido a ensuciamiento de tipo
biológico.
Por esta razón el índice de conversión de agua en el proceso de electrodiálisis
reversible es superior al obtenido con otros procesos.
1. DESALACIÓN DEL AGUA DE MAR:
Hay una limitada aplicación de la electrodiálisis para desalación del agua
marina debido a su elevado costo. Con las unidades comerciales de
electrodiálisis normalmente disponibles, el gasto energético para desalación
es relativamente alto comparado con la osmosis inversa. Las temperaturas
elevadas pueden hacer a una electrodiálisis competitiva con la osmosis
inversa.
2. PRODUCCIÓN DE SAL DE MESA:
La producción de esta por medio de electrodiálisis para concentrar NaCl
hasta 200 g/l antes de la evaporización es una técnica desarrollada y
utilizada exclusivamente en Japón.
El éxito de esta técnica ha sido el empleo de membranas de bajo coste y
alta conductividad, con una permeabilidad preferida por los iones
3. DESALACIÓN DE AGUA SALOBRE:
La aplicación más importante de la electrodiálisis es la producción de agua
potable a partir de agua salobre. Aquí, la electrodiálisis compite
directamente con la osmosis inversa y la evaporación instantánea
multietapa
4. DESALACIÓN DE AGUA SALOBRE PARA FINES INDUSTRIALES:
Últimamente se puede tratar aguas que contengan 200 a 1000 mg/l de STD y
producir agua producto con 3 a 5 mg/l de STD. Estos bajos niveles son
alcanzados gracias a etapas múltiples.
La unidad de electrodiálisis reduce el consumo químico, las interrupciones
del servicio de rechazo y el remplazo de resinas del intercambiador iónico.
Más recientemente, la electrodiálisis ha sido utilizada para la producción de
agua pura en la industria de semiconductores
5. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES:
La aplicación más importante de la electrodiálisis es la producción de agua
potable a partir de agua salobre. Aquí, la electrodiálisis compite
directamente con la osmosis inversa y la evaporación instantánea
multietapa
0
