Esta guía de ingeniería explica cómo planificar una sistema di water-del pretratamiento de ósmosis inversa y EDI frente a lecho mixto El manual incluye opciones de tablas de tamaños, objetivos de resistividad, pasos de pulido, instrumentación y una plantilla de lista de materiales. Está dirigido a fábricas, laboratorios, plantas de alimentos y bebidas, hoteles y talleres de tratamiento de superficies que necesiten agua desionizada fiable procedente de pozos o del suministro municipal.
1) ¿Qué es un sistema de agua desionizada (frente a la ósmosis inversa y el agua ultrapura)?
A sistema di water desioniza el agua eliminando los iones disueltos para alcanzar una resistividad o conductividad objetivo. LA ÓSMOSIS INVERSA (ósmosis inversa) suele ser el primer paso de la desalinización; electrodesionización (EDI) o un cama mixta (resinas SAC+SBA) pule el permeado de ósmosis inversa hasta niveles iónicos muy bajos. "Ultrapuro" es una etiqueta de caso de uso (laboratorios electrónicos/analíticos), no una máquina individual. Los requisitos finales dependen de su norma industrial y de su plan de validación.
En la práctica: pozos/alimentación municipal → pretratamiento (partículas, orgánicos, control de la dureza) → RO → Cama EDI o mixta → UV (control microbiano/TOC) → 0,2 μm filtro final → bucle de almacenamiento y recirculación (si es necesario).
2) Objetivos de calidad y conversiones (Resistividad ↔ Conductividad)
Especifique la calidad como resistividad (MΩ-cm) o conductividad (μS/cm). La conversión rápida es:
conductividad (μS/cm) = 1 / resistividad (MΩ-cm)
Ejemplos: 18,2 MΩ-cm ≈ 0,055 μS/cm; 1,0 MΩ-cm ≈ 1,0 μS/cm; 0,2 MΩ-cm ≈ 5 μS/cm.
| Aplicación (típica) | Objetivo común | Notas |
|---|---|---|
| Aclarado industrial general, reposición de calderas (no de alta presión) | 0,1-1,0 MΩ-cm (10-1 μS/cm) | RO + lecho mixto a menudo suficiente |
| Laboratorio de tipo II/III, muchos servicios de restauración | ≥ 1-10 MΩ-cm (≤ 1-0,1 μS/cm) | RO + EDI o lecho mixto de alta capacidad |
| Electrónica/analítica Tipo I | ~18 MΩ-cm (~0,055 μS/cm) | EDI + bucle de pulido; añadir control TOC |
Los valores anteriores son puntos de partida de la ingeniería. Utilice la norma de su sector (por ejemplo, tipos de agua de laboratorio, PNT corporativos) para los criterios de aceptación formales.
3) Trenes de proceso del sistema Di Water que funcionan en la industria
Almacenamiento y bucle - Depósito de acero inoxidable con filtro de ventilación, bola de pulverización y recirculación para mantener la calidad.
Tratamiento previo - filtración multimedia (FMM) y carbón activadoAñadir suavizante o antiincrustante para proteger la ósmosis inversa; mantener baja la SDI.
Desalinización por ósmosis inversa - núcleo de eliminación de TDS; elija el número/escalonamiento de elementos en función de la temperatura, la recuperación y el riesgo de ensuciamiento.
Pulido EDI o de lecho mixto - véase la sección 4 para la selección y el dimensionamiento.
UV (254 nm) y Filtro final de 0,2 μm - controlar los microbios y las partículas antes de los puntos de uso.
4) Dimensionamiento rápido: Lecho RO, EDI o mixto
4.1 Dimensionamiento de la ósmosis inversa (estimación inicial)
- Caudal de permeado de diseño Qp (m³/h) y recuperación objetivo R (%) → alimentación ≈ Qp/R.
- Flujo inicial para RO salobre: empezar alrededor de 10-15 LMH (L/m²-h) y ajustar según la ficha técnica de la membrana y la temperatura.
- Recuento de recipientes/elementos después de la selección del proveedor; las plantas pequeñas suelen utilizar 2:1 o 2:2 de parada; los trenes más grandes pueden utilizar 3:2etc.
- Mantener una recuperación conservadora si el riesgo de ensuciamiento/incrustación es alto; validar con software antiincrustante o datos piloto.
4.2 EDI vs Lecho mixto - Selección
| Criterios | Pulido EDI | Pulido de lecho mixto |
|---|---|---|
| Modo de funcionamiento | Continuo, sin productos químicos a granel | Por lotes; requiere regeneración ácida/caústica |
| Ventana de agua de alimentación | Funciona mejor con permeado de ósmosis inversa estable (baja dureza/CO2) | Más tolerante a las oscilaciones de la alimentación |
| Tiempo de actividad / personal | Elevado tiempo de actividad; puesta en servicio cualificada | Hardware sencillo; regeneración periódica |
| OPEX | Energía eléctrica; limpieza periódica in situ | Ácido/cáustico, neutralización y seguridad |
| Objetivos | Alta resistividad con funcionamiento estable | Puede alcanzar una alta resistividad; el rendimiento depende de la resina y del régimen |
4.3 Dimensionamiento del EDI (regla empírica)
- Confirmar que el permeado de ósmosis inversa está dentro de la ventana del proveedor (baja dureza, baja sílice/CO2bajo COT).
- Seleccione el tamaño de la pila mediante caudal de producto (m³/h) y carga iónicaaplicar el factor de temperatura y un margen de seguridad para las oscilaciones estacionales.
- Permitir la derivación/recirculación para los picos de carga; instrumentar con resistividad y caudal en cada salida del patín.
4.4 Dimensionamiento del lecho mixto (regla empírica)
La capacidad del lecho mixto se expresa como equivalentes por litro (eq/L). Calcular el volumen de resina necesario:
Volumen de resina (L) ≈ [meq/L (carga iónica tras la ósmosis inversa) × caudal (m³/h) × tiempo de funcionamiento (h)] ÷ [capacidad de resina (eq/L)] × factor de seguridad.
Establecer tiempo de ejecución a su intervalo de regeneración preferido (por ejemplo, 8-24 h). Utilice la capacidad del proveedor para su grado de resina y química.
5) Pulido, almacenamiento y distribución
- UV a 254 nm para el control microbiano; añadir UV a 185 nm si el PNT exige la reducción del COT.
- Filtro final 0,2 μm en el punto de uso o antes del retorno del bucle; respiraderos estériles en los tanques de almacenamiento.
- Tanque de almacenamiento en SS304/316L con bola de pulverización, fondo inclinado y boquilla de recirculación.
- Bucle en SS o plástico sanitario; tamaño para velocidad turbulenta para mantener la calidad.
6) Materiales e instrumentación
- Tuberías: UPVC/PP para el pretratamiento; SS316L o plásticos sanitarios después del pulido.
- Metros clave: conductividad/resistividad (en el permeado de ósmosis inversa, la salida del pulidor y el retorno del circuito), TOC (si es necesario), SDI, flujo, ΔP.
- Seguridad: cubetos de dosificación de productos químicos, lavaojos, capacidad de neutralización de residuos de regeneración en lecho mixto.
Productos relacionados:
- Membranas y carcasas de ósmosis inversa, bombas dosificadoras, carbón activado
- Tanques de contacto/almacenamiento de acero inoxidable
- Calculadoras de tratamiento del agua
7) Plantilla de lista de materiales (BOM)
- Pretratamiento: MMF, GAC, dosificación de suavizante o antiincrustante, filtros de cartucho
- Plataforma de ósmosis inversa: bomba de alta presión, recipientes/elementos, instrumentación entre etapas, puertos CIP
- Pulidor: Pilas EDI o recipientes de resina de lecho mixto con accesorios de regeneración/CIP
- Pulido: UV 254 nm (opción 185 nm), filtro final de 0,2 μm, válvulas y manómetros sanitarios.
- Almacenamiento y bucle: Tanque SS316L con filtro de ventilación y bola de pulverización, bomba de recirculación, instrumentos de bucle
- Controles: PLC/HMI, transmisores de resistividad/TOC, flujo/ΔP, enclavamientos y alarmas de calidad.
- Documentos: P&ID, diseño, listas de comprobación FAT/SAT, plantillas IQ/OQ
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8) PREGUNTAS FRECUENTES
¿Es lo mismo un sistema de agua di que la ósmosis inversa?
No. La ósmosis inversa elimina la mayoría de las sales disueltas; un sistema de agua desionizada añade una etapa de pulido (EDI o lecho mixto) para alcanzar niveles iónicos muy bajos.
EDI frente a lecho mixto: ¿cuándo elegir uno u otro?
Elija EDI para un funcionamiento continuo sin productos químicos a granel y un permeado de ósmosis inversa estable; elija un cama mixta para una mayor tolerancia a las oscilaciones de la alimentación o cuando una regeneración por lotes simple se adapta mejor al lugar.
¿A qué resistividad debo apuntar?
Utilice el requisito de su PNT o directriz industrial. Como punto de partida: 1-10 MΩ-cm para muchos usos industriales; ~18 MΩ-cm para agua de laboratorio de Tipo I.
¿Puedo reequipar una DI después de una RO existente?
Sí. Verificar la calidad del permeado de ósmosis inversa y el caudal/presión; a continuación, añadir EDI o un patín de lecho mixto, además de UV y un filtro de 0,2 μm antes del almacenamiento/lazo.
9) Referencias (externas)
- EPA - Conceptos básicos sobre el agua potable
- ASTM - Normas pertinentes sobre calidad del agua (resumen)
Equipo de Ingeniería del Agua de Stark