METODOS PARA REDUCIR DUREZA DEL AGUA

Entre algunos procesos que reducen la dureza del agua están:

1- Filtración de partículas2- Adsorción (Carbón Activado)3- Inhibición de incrustación y corrosión (secuestro)4- Intercambio iónico (ablandador de agua)5- Oxidación6- Neutralización7- Desinfección8- Separación con membranas (Osmosis Inversa)9- Desmineralización (desionización)10- Destilación

Dentro de cada uno de estos procesos existen disponibles diversos métodos y técnicas. Debemos aclarar que no existe un único proceso o combinación de ellos que pueda resolver todos los problemas que puedan presentar las diferentes aguas.

Leyenda:

X: Puede ser utilizado como método de tratamiento0 : No presenta remoción1 : Remoción parcial2 : Remoción hasta bajos niveles3 : Remoción hasta niveles inferiores a la detección analítica

FILTRACIÓN DE PARTÍCULAS

¿Qué es?

La filtración de partículas, es un proceso de purificación de agua que elimina pequeñas partículas suspendidas en el agua, que van en tamaño desde arena hasta la arcilla. El agua que necesita de tal tratamiento puede aparecer turbia. Los sistemas comunes de filtración caseros, como los filtros de carbón activado, no pueden eliminar estas partículas. Pero los sistemas de filtración de membrana están apareciendo como una forma más fiable para eliminar las partículas, así como bacterias y microorganismos y se encuentran normalmente en el lugar donde el agua entra en una casa.

¿Cómo funciona?

Como todos saben, el objetivo del filtro es el de tamizar las partículas indeseables. El concepto para la filtración de agua no es diferente. Un "lecho filtrante" o "medio filtrante" es colocado en el camino del agua fluyente. Así como el agua pasa a través del filtro, las partículas indeseables son mecánicamente removidas, y el agua limpia fluye para fuera por el otro extremo del filtro. Según el tamaño crítico de las partículas a ser removidas, hay un tipo de medio filtrante más adecuado.

Tipos de filtros empleados en sistemas de tratamiento de agua para control de los diversos tamaños de partículas

Existen dos tipos básicos de sistemas de filtración para remover material particulado: filtros retro-lavables y cartuchos filtrantes descartables. Cuando el agua presenta condiciones con niveles excesivos de suciedad y particulados, podrán ser empleados filtros retro-lavables. El "medio filtrante" puede ser compuesto de diversos materiales, incluyendo arena, calcita, y arena verde de manganeso,

dependiendo del problema específico del agua. Estos tipos de filtros pueden ser periódicamente "regenerados" haciendo el retro-lavado a través de ellos (circular agua en sentido inverso).

En tanto, bajo la mayoría de las circunstancias, los filtros descartables ofrecen l medio más conveniente y económico de tratar problemas de suciedad, herrumbre y arena. Los filtros de cartucho son disponibles tanto sea para sistemas de punto de entrada como de punto de uso. Para que estos filtros trabajen efectivamente, ellos requieren su substitución en los intervalos recomendados por sus fabricantes (por ej., a una determinada pérdida de presión) o con base en la experiencia de campo.Los cartuchos filtrantes descartables en general son clasificados en cinco grupos:

filtro bobinadofiltro de fibras de celulosa unidas con resinafiltro de polipropileno hilado ("spun")filtro "melt-blown" de polipropilenofiltro de papel plisado (celulosa, polipropileno, etc.)

¿Cuáles son sus propiedades?

Al existir varios tipos de filtrado sus propiedades son distintas para cada tipo, en este caso presentamos el filtro de agua de arena y grava Red Flint

Propiedades generales de los medios de filtración de agua de arena y grava Red Flint

La forma subangular proporciona una captura máxima de partículas suspendidas. Menos de un 1% de impurezas solubles en medio ácido evita el deterioro de la lixiviación de los

minerales. Lavados, secados en horno y filtrados para satisfacer requerimientos exigentes. Arena silícea de alta calidad y uniformidad consistente. Cumplen o superan la normativa B100-01 de AWWA y la certificación de la normativa 61 de ANSI/NSF

de calidad y pureza.

ADSORCIÓN

¿Qué es?

La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es decir es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente). El proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción.

En química, la adsorción de una sustancia es su acumulación en una determinada superficie interfacial entre dos fases. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido.

Carbón activado es un término genérico que describe una familia de adsorbentes carbonáceos altamente cristalinos y una porosidad interna altamente desarrollada.

Existe una amplia variedad de productos de carbón activado que muestran diferentes características, dependiendo del material de partida y la técnica de activación usada en su producción. Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de microporos (poros menores a 1 nanómetro de radio). A causa de su alta microporosidad, un solo gramo de carbón activado puede poseer una superficie de 500 m² o más.

¿Cómo funciona?

Es un proceso por el cual moléculas de impurezas se adhieren a la superficie del carbón activado. La adherencia es gobernada por una atracción electro-química. El carbón activado es preparado a partir de diversos materiales, tales como, carbón, madera, cáscaras de nueces, turba y petróleo. El carbón se transforma en "activado" cuando es calentado a altas temperaturas (800 a 100oC) en la ausencia de oxígeno. El resultado es la creación de millones de poros microscópicos en la superficie del carbón. Esta enorme cantidad de área superficial proporciona grandes oportunidades para que tenga lugar el proceso de adsorción. El carbón activado tiene una fuerte atracción adsortiva para otras moléculas (orgánicas) basadas en el carbono, y es excelente en retener firmemente moléculas más pesadas tales como compuestos orgánicos aromáticos (aquellos que pueden ser olidos).

El proceso de adsorción trabaja como un imán para mantener las impurezas en la superficie del carbón activado. Esto es una acción diferente de aquella que actúa como una esponja en el proceso de absorción, en el cual un gas o líquido es succionado hasta el centro del cuerpo poroso y allí mantenido.

El carbón activado también es conocido por su extraordinaria habilidad en eliminar el cloro y su gusto y olor relacionados por la reducción química para una forma no detectable por los sentidos (por ej.: cloruros).

La eficacia de un filtro de carbón activado es determinada por tres factores principales:

1- El tiempo durante el cual el agua está en contacto con el carbón.2- El nivel de contaminación.3- La cantidad de carbón en cada cartucho.

Eventualmente y dependiendo de estos factores y de la cantidad empleada, el carbón activado puede quedar agotado y podrá ser necesario cambiarlo.

La adsorción por el carbón activado es en general referida como un proceso de filtración mismo que los mecanismos de actuación sean procesos electro-químicos y no mecánicos. Los cartuchos conteniendo carbón activado son llamados de filtros, en tanto es importante conocer la diferencia entre ambos los procesos.

¿Cuáles son sus propiedades?

Área superficialEs el indicador primario del nivel de actividad, asumiendo que a mayor área superficial, mayor número de puntos de adsorción disponibles.

Radios poralesLa IUPAC define la distribución de radios porales de la siguiente forma:

Microporos r < 1 nm Mesoporos r ≈ 1-25 nm Macroporos r > 25 nm

Los macroporos son la vía de entrada al carbón activado, los mesoporos realizan el transporte, y los microporos la adsorción.

Número de yodoEs una medida de la porosidad mediante adsorción de yodo en solución.

Actividad de tetracloruro de carbonoEs una medida de la porosidad mediante adsorción de vapor saturado de tetracloruro de carbono.

DensidadLa densidad bulk debe considerarse cuidadosamente cuando se deban llenar volúmenes fijos; puede tener implicaciones comerciales.La densidad limpiado y secado siempre muestra un valor menor, debido a la película de agua entre las partículas de carbón activado.

INTERCAMBIO IÓNICO

¿Qué es?El intercambio iónico es un intercambio de iones entre dos electrolitos o entre una disolución de electrolitos y un complejo. En la mayoría de los casos se utiliza el término para referirse a procesos de purificación, separación, y descontaminación de disoluciones que contienen dichos iones, empleando para ello sólidos poliméricos o minerales dentro de dispositivos llamados intercambiadores de iones.

Los intercambiadores de iones puede ser selectivos o trabajar preferentemente con ciertos iones o clases de iones, en función de su estructura química. Esto puede depender del tamaño de los iones, su carga o su estructura. Algunos ejemplos típicos de iones que se pueden unir a los intercambiadores de iones son los siguientes:

Iones H+ (hidrones, usualmente llamados protones) y OH-(hidróxido) Iones monoatómicos con carga eléctrica 1+, como Na+, K+, o Cl-

Iones monoatómicos con carga 2+, como Ca2+ o Mg2+

Iones poliatómicos inorgánicos como SO42-y PO4

3-

Bases orgánicas, por lo general moléculas que contienen el grupo funcional amino, -NR2H+

Ácidos orgánicos, por lo general moléculas que contienen el grupo funcional-COO-(ácido carboxílico)

Otras biomoléculas que puedan ser ionizadas: aminoácidos, péptidos, proteínas, etc.

El intercambio iónico es un proceso reversible y el intercambiador de iones se puede regenerar o cargarlo de nuevo con los iones deseables mediante el lavado con un exceso de estos iones.

¿Cómo funciona?

Este método es una aplicación de un viejo proceso que desde hace años se ha usado para suavizar el agua doméstica. El sistema funciona mediante el intercambio de iones de una solución con los iones de carga similar de una resina. Cuando se utiliza el intercambio iónico para recuperar plata el complejo de tiosulfato de plata, de carga negativa, que se encuentra en el agua de lavado o en una mezcla de aguas de lavados residuales, se intercambia con el anión de la resina. A esto se le llama paso de agotamiento, y se realiza haciendo fluir la solución a través de una columna que contiene la resina.

Se utilizan tres sistemas comunes de intercambio iónico : el intercambio iónico convencional, la precipitación in situ y el circuito electrolítico de intercambio iónico (combinación de los dos primeros métodos).

INTERCAMBIO IÓNICO CONVENCIONAL

La unidad de intercambio iónico colecta la plata del blanqueador-fijador. Después se relava con tiosulfato de amonio [(NH4) 2S2O3)] y, luego se desplata electrolíticamente. El efluente que sale de la unidad de desplatado se usa entonces para la siguiente etapa de relavado.

INTERCAMBIO IÓNICO CON PRECIPITACIÓN IN SITU

Se utiliza ácido sulfúrico diluido para que la plata se precipite en los trozos de resina como sulfuro de plata, en vez de extraerla con un regenerador. La resina puede usarse en muchos ciclos sin que pierda su capacidad de recuperar plata. Cuando finalmente la pierde (al cabo de seis meses a un año), o cuando la plata es insuficiente para que la recuperación sea costeable, la resina se envía a un refinador de plata, que la incinera para extraer el metal.

SISTEMA ELECTROLÍTICO E INTERCAMBIO IÓNICO COMBINADOS

Este método usa un sistema electrolítico para la recuperación primaria, y un sistema de intercambio iónico con precipitación in situ para desplatar aún más el efluente.

¿Cuáles son sus propiedades?

Granulometría Capacidad

Humedad Materia seca Masa volúmica de los gránulos Densidad aparente Efecto de compresión

Aspecto óptico Variación de volumen Estabilidad Estructura y selectividad

GranulometríaResina uniformeUC = 1.07

Resina convencionalUC = 1.60

Resina fina Buena cinética (intercambio rápido) Pérdida de carga alta

Resina gruesa Pérdida de carga baja No problema de bloqueo de las boquillas

Capacidad de intercambioCapacidad total

Mide el número de grupos funcionales es decir el número de iones monovalentes que se pueden intercambiar

Capacidad útil Corresponde al número de sitios activos donde el intercambio iónico tiene lugar durante un

ciclo

Humedad

Humedad alta

intercambio rápido buena capacidad de adsorbción capacidad total baja

Humedad baja

capacidad total elevada difícil de regenerar no se pueden eliminar iones voluminosos tendencia al envenenamiento (fouling)

COMENTARIOSe puede ver muchos métodos para bajar la dureza del agua, pero el más sobresaliente según mi forma de vista es el de adsorción, porque eliminar el cloro y su gusto y olor relacionados por la reducción química para una forma no detectable por los sentidos, todo esto gracias al carbón activado, que se prepara al elevar la temperatura a casi 800°C

BIBLIOGRAFIA http://www.filtrar.net/preguntas/problemasaguac.htm http://www.lenntech.es/procesos/ablandamiento/preguntas-mas-frecuentes/faq-ablandamiento-

agua.htm#ixzz2wAds0poQ

http://dardel.info/IX/resin_properties_ES.html http://Wikipedia.com