Sistema de tratamiento de agua por EDI — agua ultrapura sin regeneración química

La EDI debe alimentarse con permeado de ósmosis inversa, no con agua bruta ni agua descalcificada. Los límites típicos son: conductividad de 10–20 µS/cm o menos, dióxido de carbono por debajo de unos 5 ppm, dureza por debajo de 1 ppm como CaCO₃, sílice por debajo de 0.5 ppm, cloro libre por debajo de 0.05 ppm y carbono orgánico total (TOC) por debajo de 0.5 ppm. La turbiedad y el SDI deben ser lo bastante bajos para proteger la resina y las membranas. Estos son valores de selección previa: prevalecen la ficha técnica del módulo y las condiciones de garantía.

El dióxido de carbono es la causa más frecuente del bajo rendimiento de una EDI. La ósmosis inversa no rechaza el CO₂ gaseoso, por lo que pasa a la EDI y consume corriente sin contribuir a la resistividad. Si la alcalinidad del agua de alimentación es alta, añada un desgasificador, un contactador de membranas o un ajuste de pH antes del módulo. La dureza y la sílice son la segunda causa frecuente: incrustan el lado del concentrado, elevan la caída de presión y dañan el módulo de forma permanente.

Ambos procesos pueden producir agua ultrapura. Un lecho mixto utiliza un solo recipiente de resina catiónica y aniónica y se regenera con ácido y álcali, ya sea in situ o fuera de la planta. Tolera una calidad de alimentación más amplia y a menudo tiene un coste de capital menor para servicio pequeño o intermitente. La EDI se regenera eléctricamente mientras funciona, por lo que evita la manipulación de productos químicos, la neutralización, los residuos de regeneración y el tiempo de parada de un ciclo de regeneración.

La elección suele depender de la fiabilidad del agua de alimentación y del régimen de funcionamiento. La EDI se prefiere para servicio continuo y automatizado con alimentación estable de ósmosis inversa; el lecho mixto se prefiere cuando la calidad de la alimentación varía, cuando la planta funciona de forma intermitente o cuando se requiere un TOC muy bajo y se emplea un lecho mixto de pulido después de la EDI.

El tren habitual es pretratamiento, ósmosis inversa, eliminación de CO₂, EDI, pulido y un tanque o circuito de distribución. La descalcificación o el antincrustante protegen la ósmosis inversa; un filtro de cartucho de 5 µm protege el módulo EDI; un desgasificador o contactador de membranas elimina el CO₂ entre la ósmosis inversa y la EDI. Los instrumentos supervisan la conductividad del agua de alimentación, la resistividad del agua producto, el caudal, la presión y la temperatura, y enclavan el módulo si la calidad de la alimentación se sale de los puntos de consigna.

La hidráulica importa tanto como la química del agua. El módulo necesita una presión de alimentación estable y un caudal de concentrado dentro del rango de diseño; un caudal de concentrado demasiado bajo provoca incrustación, y uno demasiado alto desperdicia agua. Un circuito de recirculación mantiene el caudal a través del módulo durante la baja demanda. La línea de producto debe ser corta, sin tramos muertos, y el tanque de almacenamiento debe tener respiradero y estar protegido frente a la contaminación transmitida por el aire.

A menudo sí, pero la ósmosis inversa existente debe poder producir un permeado de baja conductividad constante, y debe gestionarse la carga de CO₂. Una adaptación requiere espacio para el módulo, una fuente de corriente continua, un desagüe de concentrado, nuevos instrumentos y controles revisados. Si el lecho mixto existente está en buen estado, puede permanecer como respaldo o pulidor final mientras la EDI asume la carga principal, lo que reduce el uso de productos químicos sin sacrificar la redundancia.

Una adaptación no siempre está justificada. Si la planta funciona solo unas pocas horas al día, si la calidad del agua de alimentación oscila mucho o si el lecho mixto existente ya es barato de regenerar, el retorno de la inversión puede ser largo. La decisión debe comparar los costes de productos químicos y residuos, las paradas, la mano de obra y la sustitución del módulo con el coste de capital de la adaptación.