Evaluación, modelización y optimización de una columna de intercambio iónico empleada en el tratamiento de aguas de procesos

• A. Sánchez Rodríguez ^[1] ; Y. Oliver López ^[2] ; I. L. Rodríguez Rico ^[1] ; R. J. Cabrera Carrazana ^[1] ; B. Guerra Valdés ^[1]
  1. [1] Universidad Central

     Universidad Central

     Hospital, Costa Rica

     
  2. [2] Destilería Ronera Central
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 73, Nº. 575, 2016, págs. 210-218
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Evaluation, modeling and optimization of an ion exchange column used in water treatment processes
  • Avaluació, modelatge i optimització d’una columna d’intercanvi iònic emprada en el tractament d’aigües de processos
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• Resumen
  • español

    En la presente investigación se evaluó la eficiencia de una columna industrial de intercambio iónico con resina fuertemente ácida de ciclo sódico. Se optimizó la fase de regeneración siguiendo como variable de control la concentración del regenerante en el efluente, expresada en conductividad eléctrica. Se observó que la columna presenta elevados consumos de agua en la fase de regeneración de la resina y bajos rendimientos en la fase de agotamiento o servicio, dado esto por el ineficiente proceso de regeneración, el cual solo cubre el 54% de la resina. Se usó como método de control de la fase de regeneración las mediciones de la conductividad eléctrica del efluente y de la solución regenerante. Se corroboró la importancia del seguimiento a la fase de regeneración de la resina de intercambio iónico de ciclo sódico, avalada por el ahorro considerable de agua el cual asciende a 1 121400 L/año, 1536 kW/año de energía eléctrica, 720 kg/año de cloruro de sodio (NaCl) y 214 h/año de tiempo ahorrado en la regeneración. La modelación del proceso de regeneración de la columna rellena con resina Purolite C100-E de ciclo sódico, se ajustó a un modelo de Factor Multiplicativo Múltiple (MMF) y las Curvas de ruptura fueron ajustadas al modelo de Thomas.

  • català

    En la present investigació es va avaluar l’eficiència d’una columna industrial d’intercanvi iònic amb resina fortament àcida de cicle sòdic. Es va optimitzar la fase de regeneració seguint com a variable de control la concentració del regenerant en l’efluent, expressada en conductivitat elèctrica. Es va observar que la columna presenta elevats consums d’aigua a la fase de regeneració de la resina i baixos rendiments en la fase d’esgotament o servei, donat això pel ineficient procés de regeneració, el qual només cobreix el 54% de la resina. Com a mètode de control de la fase de regeneració es van utilitzar els mesuraments de la conductivitat elèctrica de l’efluent i de la solució regenerant. Es va corroborar la importància del seguiment a la fase de regeneració de la resina d’intercanvi iònic de cicle sòdic, avalada per l’estalvi considerable d’aigua el qual ascendeix a 1 121400 L/any, 1536 kW/any d’energia elèctrica, 720 kg/any de clorur de sodi (NaCl) i 214 h/any de temps estalviat en la regeneració. El modelatge del procés de regeneració de la columna farcida amb resina Purolite C100-I de cicle sòdic, es va ajustar a un model de Factor multiplicador Múltiple (MMF) i les corbes de ruptura van ser ajustades al model de Thomas.

  • English

    In this research the efficiency of an industrial column of strongly acidic ion exchange resin, sodium cycle is evaluated. Following the regeneration phase as a control variable concentration of the regenerant into the effluent, expressed in electrical conductivity, was optimized. It was observed that the column has high water consumption in the regeneration phase of the resin and low yields in the phase of depletion or service, since this inefficient regeneration process, which only covers 54% of the resin. It was used as a control method of the regeneration phase measurements of the electrical conductivity of the effluent and the regeneration solution. The importance of monitoring the phase of regeneration of ion exchange resin sodium cycle, supported by the considerable saving of water which amounts to 1 121400 L / year, 1536 kW / year of electricity, 720 kg / year confirmed sodium chloride (NaCl) and 214 h / year of time saved in regeneration. The modeling of the regeneration process of the resin column packed with Purolite C100-E sodium cycle, a multiplicative model Multiple Factor (MMF) and breakthrough curves, were adjusted following the model of Thomas.