Este documento describe los parámetros operacionales clave en sistemas de resinas de intercambio iónico y ósmosis inversa para el tratamiento de agua. Explica las etapas de trabajo con resinas de intercambio iónico como el agotamiento, contra lavado y regeneración, e identifica las variables clave que deben evaluarse en cada etapa. También describe el uso del programa Hydranautics para el diseño y evaluación de plantas de ósmosis inversa.

1. 1
EVALUACIÓN DE PARÁMETROS
OPERACIONALES EN SISTEMAS DE
RESINAS DE INTERCAMBIO Y OSMOSIS
INVERSA PARA EL TRATAMENTO DEL
AGUA
Diplomado en Ingeniería para el Tratamiento de Aguas Especiales
Dr. Eduardo Márquez Canosa
E-mail: dr.marquezcanosa@gmail.com
MSc. Adela Cue López
E-mail: adela4126@gmail.com

2. 2
Etapas de trabajo con resinas de intercambio iónico
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones.

3. 3
Esquema general de un equipo de intercambio iónico
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones.

4. 4
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones.

5. 5
Agua Cruda Regenerante Agua tratada
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones

6. 6
Agua Cruda Regenerante Agua tratada
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones
Parámetros operacionales

7. 7
EVALUACIÓN DISEÑO
Flujo a procesar
Calidad del agua a tratar
Equipamiento
Suavizador tradicional de:
- PVC.
-Acero al carbono.
Dimensiones del equipo
Tipo de resina
- Diámetro, Altura, Área.
- Altura de resina.
- Altura del material soporte.
Tipo de regenerante
Calidad del agua tratada
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones
Parámetros operacionales

8. 8
EVALUACIÓN DISEÑO
Flujo a procesar
Calidad del agua a tratar
Equipamiento
Suavizador tradicional de:
- PVC.
-Acero al carbono.
Dimensiones del equipo
Tipo de resina
- Diámetro, Altura, Área.
- Altura de resina.
- Altura del material soporte.
Tipo de regenerante
Calidad del agua tratada
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones
Parámetros operacionales

9. 9
Caracterización de la materia prima
Parámetros Unidad de medidas Valor
pH UpH 7.2
Alcalinidad total mg CaCO3 /L 275.0
Hierro mg Fe2+
/L 0.09
Manganeso mg Mn2+
/L 0.0
Materia orgánica (KMnO4) mgO2/L 0.85
Dureza Cálcica mg CaCO3/L 106.0
Dureza Magnésica mg CaCO3/L 6.8
Sodio mg Na+
/L 19.0
Cloruros mg Cl-
/L 24.6
Cloro residual mg CL2/L 0.2 - 1.2
Sulfatos mg SO4
2-
/L 19.4
Nitratos mg NO3
-
/L 15.1
Sílice mg SiO2/L 17.0
Dióxido de Carbono mg CaCO3 /L 22.0
Sólidos Totales Disueltos mg/L 500.0
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones
Parámetros operacionales

10. 10
Especificaciones de calidad del agua suavizada
Muestreo:
Agua suavizada
Especificaciones de Calidad
(Salida del equipo)
Control químico
Dureza Límite 10 ppm
pH 5 - 7
Alcalinidad total Límite 900ppm
Características organolépticas Olor, sabor y aspectos
característicos
Sustancias oxidables No cambio en su color
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapas de trabajo con resinas de intercambio
iónico.
Configuraciones
Parámetros operacionales

11. 11
Condiciones estándar de operación de la Purolite C - 100
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Parámetros operacionales
Información técnica del catalogo
Etapa de Agotamiento. Variables

12. 12
OPERACIÓN FLUJO SOLUCION
TIEMPO
(min)
CANTIDAD
SERVICIO 8 - 40 m3
/m3
h Agua Influente - -
CONTRALAVADO
7 –12
m/h
Agua Influente 5 – 20
10 – 20
gal /pie3
REGENERACION
2 – 7
m3
/m3
h
8 – 20 %
NaCl
30 – 60
60 – 320
g / L
LAVADO LENTO
2 – 7
m3
/m3
h
Agua Influente
30
(Aprox.)
15 – 30
gal /pie3
LAVADO RAPIDO
8 – 40
m3
/m3
h
Agua Influente
30
(Aprox.)
24 - 45
gal /pie3
Condiciones estándar de operación de la Purolite C - 100
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Parámetros operacionales
Información técnica del catalogo
Etapa de Agotamiento. Variables

13. 13
Contra lavadoAgotamiento
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Parámetros operacionales
Información técnica del catalogo
Esquema del flujo en servicio y contra lavado

14. 14
Agotamiento. Parámetros principales
En esta operación se debe evaluar:
a) Flujo de agotamiento.
b) Carga Específica de agotamiento.
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

15. 15
Contra lavado. Parámetros principales
En esta operación se debe evaluar:
a) Velocidad de flujo.
b) Flujo de contra lavado.
c) Tiempo de contra lavado.
d) Volumen de agua consumida.
e) % de expansión de la resina.
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

16. 16
Contra lavado. Parámetros principales
e) % de expansión de la resina.
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

17. 17
Contra lavado. Parámetros principales
e) % de expansión de la resina.
Altura total útil: 1.50 m.
Altura ocupada: 0.9 m
Altura libre: 0.6 m
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

18. 18
Regeneración. Parámetros principales
En esta operación se debe evaluar:
a) Nivel de regeneración.
b) Carga Específica.
c) Concentración de la solución
regenerante.
d) Flujo de regenerante.
e) Tiempo.
Nivel de regeneración
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

19. 19
Agua Cruda Regenerante Agua tratada
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

20. 20
Nivel de regeneración
Calculo del volumen del ácido al 8% (HCl 8%)
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Etapa de Agotamiento. Variables
Etapa de contra lavado. Variables
Etapa de regeneración. Variables

21. 21
Cálculo del volumen de agua que debe tratar el equipo (suavizador), antes
de agotarse la resina
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Calculo del volumen de agua tratada
Calculo del tiempo de operación
Relación Capacidad de intercambio y NR

22. 22
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Calculo del volumen de agua tratada
Calculo del tiempo de operación
Relación Capacidad de intercambio y NR

23. 23
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

24. 24
Metodología para el uso adecuado del programa Hydranautics
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

25. 25
Pantalla inicial del programa profesional
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

26. 26
Diseño y/o evaluación de plantas de tratamiento por osmosis inversa
- Calcio: 471 mg/L
- Magnesio 1.355 mg/L
- Potasio 478 mg/L
- Sodio 11.177 mg/L
- Carbonatos 0,1 mg/L
- Hidrogenócarbonatos 208 mg/L
- Cloruros 20.530 mg/L
- Sulfatos 2.488 mg/L
- Fluoruros 0,0 mg/L
- Bario 0,0
- Sr 0,0
- Nitratos 15 mg/L
- SiO2 8 mg/L
- pH 7,9
- TDS 36.720
- Temperatura:
- Máxima: 24º C
- Mínima: 18º C
Análisis medio del agua de mar
Concentración de los sólidos totales
disueltos en el permeado
(TDS < 400 mg/L)
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

27. 27
Composición del agua a tratar
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

28. 28
Análisis del sistema a considerar
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

29. 29
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

30. 30
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

31. 31
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

32. 32
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

33. 33
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

34. 34
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

35. 35
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

36. 36
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

37. 37
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

38. 38
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

39. 39
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

40. 40
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

41. 41
Introducción
Proceso de intercambio iónico.
Sistema de Ósmosis inversa.
Uso programa Hydranautics
Parámetros iniciales
Entrada de datos
Análisis del sistema a considerar

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EVALUACIÓN DE PARÁMETROS
OPERACIONALES EN SISTEMAS DE
RESINAS DE INTERCAMBIO Y OSMOSIS
INVERSA PARA EL TRATAMENTO DEL
AGUA
Diplomado en Ingeniería para el Tratamiento de Aguas Especiales
Dr. Eduardo Márquez Canosa
E-mail: dr.marquezcanosa@gmail.com
MSc. Adela Cue López
E-mail: adela4126@gmail.com