Los sistemas de electrodesionización, permiten obtener un agua de alta calidad. También conocidos como pilas EDI o pilas CEDI, son el medio idóneo para dar cumplimiento a criterios de calidad altamente exigentes. Por las características del agua que da como resultado, es habitual el uso de este tipo de sistema en la obtención de agua ultrapura.

Un mantenimiento adecuado permite garantizar del agua y la vida útil del sistema. Existen distintos factores que hacen necesario realizar un mantenimiento o limpieza del equipo. Las causas que propician esta necesidad son diferentes como el crecimiento microbiano, fouling orgánico o la precipitación de sales minerales. Por lo tanto, una operación de mantenimiento o limpieza, permite asegurar la calidad y cantidad de agua obtenida pero, a la vez, alargar la vida útil del equipo.

Las fuentes potenciales de ensuciamiento

Los sistemas de pretratamiento no son 100% efectivos. Los sistemas de electrodesionización cuentan con sistemas de filtración que permiten asegurar una buena calidad de agua a la entrada del equipo. Sin embargo, este pretratamiento no siempre alcanza la efectividad deseada. A causa de ello, se puede producir la acumulación de suciedad de suciedad en las pilas EDI/CEDI, principalmente, a causa de los siguientes factores:

  • Incrustación de minerales o metales, principalmente en las cámaras de concentrado y electrolito
  • Ensuciamiento de la membrana de intercambio iónico o del medio de intercambio iónico con materia inorgánica, como podrías ser la sílice
  • Ensuciamiento de la membrana de intercambio iónico o del medio de intercambio iónico con materia orgánica
  • Ensuciamiento biológico de las tuberías y conexiones del sistema EDI

La problemática expuesta, es común para este tipo de sistemas. Por lo tanto, ante esta situación, se requiere ciclos de limpieza con el fin de mantener el buen estado y funcionamiento de las pilas EDI. De esta forma, se asegura la calidad del agua ultrapura obtenida y se prolonga la vida útil de las pilas.

Condiciones de limpieza de pilas EDI

El ensuciamiento de las pilas EDI, pueden alterar sus parámetros de funcionamiento. Existe una serie de factores que indican la necesidad de realizar una limpieza EDI. Por ejemplo, visualmente podemos apreciar el ensuciamiento biológico del sistema de electrodesionización. Esta detección se realiza en las conexiones y tuberías, a través de la aparición de un color verdoso, como se muestra a continuación en la imagen.

Imagen 1. Crecimiento biológico en sistemas EDI 

Crecimiento biológico en sistemas EDI (Bluegold)

Fuente: BlueGold

La suciedad no siempre es apreciable a simple vista. A diferencia del ejemplo anterior, existen otras situaciones donde no podemos detectarla de forma visual. Tal es el caso del ensuciamiento por minerales o metales y materia inorgánica. Por ello, existe una serie de parámetros del proceso que deben ser considerados para valorar si es necesario proceder a una limpieza de pila EDI.

Una serie de parámetros, nos ayudará a valorar si es necesario realizar una limpieza de pila EDI

Parámetros que advierten de la necesidad de realizar una limpieza de pilas EDI:

  • Presión diferencial del agua producida superior al 50% de trabajo normal a caudal y temperatura de diseño.
  • Presión diferencial del efluente concentrado superior al 50% de trabajo normal a caudal y temperatura de diseño.
  • Disminución de caudal de agua producida de trabajo normal a presión y  temperatura de diseño.
  • Disminución de caudal de concentrado de trabajo normal a presión y temperatura de diseño.
  • Disminución de la calidad de agua obtenida a caudal, temperatura y conductancia de entrada de diseño.
  • Aumento de la resistencia de la resina en un 25 % a temperatura y conductancia de entrada de diseño.

Una operación de limpieza preventiva permite evitar la sobrecarga de la pila EDI. A pesar de que los indicadores expuestos manifiestan la necesidad de llevar a cabo una limpieza, es recomendable hacerlas también de forma preventiva. Tras la primera apreciación de necesidad de limpieza, es propicio establecer un mantenimiento de tipo preventivo. De esta forma, se evita el llegar a una situación de sobrecarga de la pila.

El  intervalo de tiempo entre  limpiezas, está  condicionado por distintos factores. Cuestiones como la calidad del agua a tratar, las horas de funcionamiento y el grado de conversión de las pilas, entre otros, son determinantes. Es  por ello que el mantenimiento preventivo se  debe  establecer tras comprobar el tiempo de necesidad de una primera limpieza del sistema.

El mantenimiento preventivo se establece tras comprobar el tiempo de necesidad de una primera limpieza

Tipos de limpieza

Existen distintos tipos de limpieza de pilas EDI. Como se ha expuesto anteriormente, es de gran importancia realizar una adecuada limpieza para evitar un agua de mala calidad y alargar la vida útil de las pilas. Sin embargo, existen distintos tipos de limpieza en función del tipo de ensuciamiento a eliminar.

Encontramos tres tipos de limpieza:

  1. Limpieza ácida

2. Limpieza básica

3. Desinfección

Los diferentes tipos de limpieza se acomodan a las diferentes formas de ensuciamiento. 

  • Si se detectan incrustaciones de sales minerales o metales será necesario realizar una limpieza ácida; 
  • ante el ensuciamiento por materia orgánica se procederá a realizar una limpieza básica; 
  • y en el caso de que se detecte crecimiento biológico será necesario realizar una desinfección/sanitización del sistema. 

Los tipos de ensuciamiento pueden producirse de forma simultánea. En este caso, será necesaria la combinación de distintas formas de limpieza para poder eliminar la suciedad producida. A continuación, una tabla donde se muestra una relación entre tipos de suciedad, de limpieza y el procedimiento que esta desarrolla:

Imagen 2. Tipos de limpieza y procedimiento (Manual MK-3)

Tipos de limpieza pilas EDI y procedimiento (Manual MK-3) BlueGold

La fuente de ensuciamiento afecta de forma diferente a las distintas líneas. Por lo tanto, la limpieza de una pila EDI, se realizará por una línea u otra, dependiendo del tipo de suciedad. Esta distinción está causada por que, como se ha expuesto con anterioridad, el tipo de fuente de ensuciamiento afectará más a una línea u otra.

Procedimiento de limpieza de pilas EDI

A continuación, una descripción de procedimientos de limpieza según ensuciamiento.

Eliminación de sólidos de gran tamaño

Circular durante corto periodo de tiempo cloruro de sodio diluido (NaCl) con motivo de regenerar/saturar la resina interna y protegerla de los agentes químicos.

  • Limpieza ácida: Circular ácido clorhídrico diluido (HCl).
  • Limpieza básica: Circular cloruro de sodio diluido (NaCl) con motivo de regenerar la resina interna y protegerla + Hidróxido de sodio (NaOH) diluido
  • Sanitización: Circular ácido peracético (CH3COOOH) al + Peróxido de hidrógeno (H2O2).
Eliminación de partículas en suspensión y coloidales
Eliminación de sólidos disueltos

Enjuagar durante unos minutos cloruro de sodio (NaCl) diluido con motivo de regenerar la resina interna y protegerla.

  • Drenar la solución de limpieza del tanque CIP, pilas EDI y tuberías de interconexión.
  • Enjuagar con agua osmotizada de buena calidad a través de la corriente de diluido hasta alcanzar una resistividad >0,02 MOhm·cm.
Desinfección de agua

El ozono tiene un uso a diferentes ámbitos. Tradicionalmente, empresas de hostelería y limpieza han utilizado este sistema como desinfectante. También es habitual en situaciones de incendios e inundaciones debido a su gran eficacia para eliminar bacterias, moho y virus, además de neutralizar olores. 

Caso practico de BlueGold

BlueGold expertos en ingeniería con 17 años de experiencia internacional. Una muestra de solución personalizada dentro de la limpieza de pilas EDI, es el desarrollado por BlueGold en Fort St James, Canadá. Concretamente, para la planta de producción de agua desmineralizada que se encuentra en este lugar.

Las condiciones de la planta provocaba ensuciamiento de las pilas. En la planta de Fort St James, en determinadas épocas del año, la dureza de salida de la ósmosis inversa es cercana a 1 ppm. Por lo tanto, esta situación provocaba el ensuciamiento de las pilas EDI por precipitaciones cálcicas. Esta problemática, se veía agravada por la alta calinidad del agua bruta. 

La dureza de salida de la ósmosis inversa de la planta, provocaba el ensuciamiento de las pilas

Un diseño exclusivo permitió ofrecer la mejor solución para el problema de la planta. Ante esta situación, los profesionales de BlueGold realizaron un diseño acomodado a las circunstancias particulares. Se configuró un protocolo de funcionamiento, con limpiezas automáticas de tipo ácido de periodicidad semanal y, de ácido-alcalino, de forma mensual. De esta forma, la planta puede operar de forma continua sin interrumpir su funcionamiento. 

Conclusiones

Los sistemas de electrodesionización requieren de limpieza y mantenimiento. A través de ellos, se obtiene un agua ultrapura y forman un medio óptimo para conseguir una agua de esta calidad. Sin embargo, requieren de limpieza y mantenimiento tanto para un correcto funcionamiento, como para prolongar su vida útil. 

Una limpieza adecuada reduce la posibilidad de obtener un agua de mala calidad. Por ello, es recomendable establecer un mantenimiento preventivo acorde a las particularidades de cada empresa. De esta forma, se asegurará una calidad de agua a la altura de las exigencias.

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