Inventario de la contaminación sufrida por el funcionamiento de la resina de intercambio iónico.
La resina de intercambio iónico se utiliza ampliamente en Sistema de tratamiento de aguas, pero su rendimiento se ve fácilmente afectado por una variedad de contaminantes, lo que resulta en una capacidad de intercambio reducida y un deterioro de la calidad del agua efluente.
1. Contaminación orgánica
El ácido húmico, la materia orgánica floculenta y los ácidos carboxílicos de alto peso molecular (500-5000 Da) son los principales contaminantes en las masas de agua naturales. Estas sustancias poseen cargas negativas y se adsorben preferentemente en la superficie de las resinas aniónicas, ocupando grupos activos o provocando la degradación de grupos alcalinos.
Los datos experimentales muestran que cuando la demanda química de oxígeno (DQO) del agua bruta supera los 15 mg/L, la capacidad de intercambio iónico de las resinas aniónicas puede disminuir entre un 40 % y un 50 %.
2. Contaminación por grasa
Las sustancias oleosas forman una película hidrofóbica en la superficie de la resina y bloquean la estructura microporosa. Los estudios han demostrado que cuando el contenido de aceite en el agua supera los 0,5 mg/L, la tasa de bloqueo de los microporos de la resina aumenta al 60%, lo que resulta en una disminución del 35% en la tasa de difusión de iones.
3. Contaminación por materia en suspensión
Las partículas en suspensión (como el limo y la arcilla coloidal) bloquean el canal de intercambio de la membrana líquida en la superficie de la resina mediante encapsulación física. Las resinas catiónicas son más susceptibles debido a su mayor tamaño de poro.
4. Contaminación por sílice coloidal
La sílice coloidal (tamaño de partícula 3 mg/L, la disminución de la capacidad de intercambio de la resina aniónica se acelera en un 50 %.
5. Contaminación por iones metálicos de alta valencia
Los iones de alta valencia, como Al³⁺ y Fe³⁺, se combinan con el grupo ácido sulfónico (-SO₃⁻) de la resina catiónica para formar un complejo irreversible. Simulaciones de laboratorio demuestran que, cuando la concentración de Fe³⁺ es superior a 0,3 mg/L, los sitios de intercambio efectivos de la resina se reducen en un 25 %.
6. Contaminación por impurezas del agente regenerador
El NaOH de grado industrial suele contener impurezas como Fe³+ (200-500 ppm) y NaCl (3%-5%). Las estadísticas muestran que cuando se utiliza un agente regenerador de baja pureza (pureza
7. Otros factores de contaminación
Los metabolitos de los microorganismos (como las bacterias sulfatorreductoras) pueden obstruir los poros de la resina. Cuando el número total de bacterias supera los 10⁴ UFC/mL, la diferencia de presión de la resina aumenta entre un 15 % y un 20 %. Además, la materia orgánica nitrogenada (como los aminoácidos) reacciona con la resina formando un complejo, lo que provoca una contaminación irreversible.