objetivo del tratamiento es eliminar la dureza, reemplazando los cationes divalentes por iones sodio de una resina catiónica fuerte en ciclo sódico, es decir regenerada con una solución de NaCl (salmuera).

3.4 PRODUCTOS QUÍMICOS UTILIZADOS.- Los productos químicos utilizados actualmente solo son la resina catiónica fuerte en ciclo sódico y el cloruro de sodio (NaCl).

Resina: La resina utilizada es resina catiónica fuerte capaz de eliminar todos los cationes del agua. Presentan máxima selectividad para los cationes trivalentes, intermedia para los bivalentes e inferior para los monovalentes. Se emplea en el ablandamiento en ciclo sódico, regenerado con NaCI y en la desmineralización en ciclo de ión hidrógeno, regenerado con ácido. La velocidad de intercambio es rápida y da poca fuga iónica. Son resinas muy estables y pueden durar hasta 5 años o más.

Cloruro de sodio (NaCl): El cloruro de sodio o salmuera se utiliza en soluciones al 10%. La mezcla de NaCl y H20 se lo realiza de 900 kg. para 3,5m3 respectivamente, obteniendo una concentración de solución de 21° a 23° Baumé e hidratandolo más con agua se tiene una concentración adecuada antes mencionada para el regenerado. 3.6 PROCESOS.-

3.6.1 PROCEDIMIENTO.- El procedimiento del flujo de aguas y tratamiento sigue los siguientes pasos:Recepción de Aguas y Tratamiento.- La recepción de las aguas se lo realiza de acuerdo al requerimiento del tanque 2801, el flujo normal de recepción en Catión II es de 22,3 m3/hr, a una presión del manómetro de 4,75 kg/cm2, bajando esta última debido al tratamiento realizado a una presión de 4,3 kg/cm2. El tratamiento que se lo realiza al agua es de ablandamiento. En este caso se utiliza una resina catiónica fuerte en ciclo sódico, es decir regenerada con una solución de ClNa (salmuera). De esta manera aprovechando la mayor selectividad de los cationes divalentes (dureza), esta es reemplazada por los iones sodio de la resina por lo que la salinidad del agua no se modifica, solo se reemplaza el calcio y el magnesio (dureza) por sodio.

teniendo una vida útil de 5 años.

Ensayos de calidad.- Los ensayos de control de calidad del tratamiento en Exibro son:

Control de ph. (Nivel de acidez o alcalinidad del agua, <7 ó >7 respectivamente), se lo realiza con un PH-metro digital.

La dureza se lo realiza con 1cm3 de negro de eriocromo y agregando a ello EDTA lo necesario para que tenga una coloración azulada, pero cabe mencionar que este valor necesariamente debe ser cero, ello quiere decir que solo con negro de eriocromo nos debería mostrar una coloración celeste azulada de lo contrario el tratamiento estaría yendo por mal camino no cumpliendo el objetivo.

La turbidez se lo realiza con un turbidímetro, se usa para proporcionar una estimación de la concentración de TSS (Sólidos Totales en Suspensión).

Columnas de resina catiónica de ácido fuerte + anión básico fuerte

Estos sistemas consisten en dos vasijas, una conteniendo una resina de intercambio catiónico en forma de protones (H+) y la otra conteniendo una resina aniónica en forma hidroxilos (OH-). El agua fluye a través de la columna catiónica, con lo cual todos los cationes son sustituidos por protones. El agua descationizada luego fluye a través de la columna aniónica. Esta vez todos los cationes cargados negativamente son intercambiados por iones oxhidrilo, los cuales se combinan con los protones para formar agua (H2O). En general el sistema de resina de catión ácido fuerte y anión básico fuerte es el método más simple y con él se puede obtener un agua desionizada que puede ser usada en una amplia variedad de aplicaciones.

Columnas de resina catiónica ácido fuerte + aniónica básica débil + aniónica básica fuerte:

Esta combinación es una modificación del anterior. Proporciona la misma calidad de agua desionizada, a la vez que ofrece ventajas económicas cuando se trata agua que contiene elevadas cantidades de aniones fuertes (cloruros y sulfatos). Este es un sistema que está equipado con un intercambiador aniónico básico extra débil. La regeneración de el intercambiador catiónico fuerte se lo realiza con ácido sulfúrico existente en los tanques horizontales de recepción D-804 y D-2501 y de alimentación para el regenerado mediante el tanque D-2004. La regeneración de los intercambiadores aniónicos se realiza con una disolución de soda cáustica (NaOH) del tanque D-2005, pasándola primero a través de la resina de base fuerte y luego a través de la resina de base débil. Este método requiere de menor cantidad de soda cáustica que el método descrito anteriormente porque la disolución regeneradora que queda después del intercambiador aniónico de base fuerte es normalmente suficiente para regenerar completamente la resina de base débil. Lo que es más, cuando la materia prima contiene una proporción elevada de materia orgánica, la resina de base débil protege la resina de base fuerte.

3.6.2 ABLANDAMIENTO.-Los minerales que contiene el agua, como ser EL CALCIO y MAGNESIO son los causantes de la dureza del agua.

Las aguas duras se miden por gramos por galón (G.P.G) o miligramos por litro (mg/l) equivalentes a parte por millón (P.P.M.) el agua hasta i G.P.G.(17.1 mg/l) es consideramente suave y un agua de 60 a 80 G.P.G es considerada dura.

La solución al problema es atacar al CALCIO y MAGNESIO con tratamientos químicos, o mediante ablandadores de agua, los cuales son mecánicos, qué usan un mismo principio operacional.

Ellos sustituyen los minerales por otros, siendo este el SODIO ( Na ) llamado PRINCIPIO DE INTERCAMBIO IONICO.

El medio de ablandador de aguas es un depósito de minerales el cual esta lleno con granos de (POLIESTIRENO) llamados ZEOLITAS que son granos con carga eléctricamente negativa.

El CALCIO y MAGNESIO llevan carga positiva esto significa que estos minerales se aferran a los granos de carga negativa (ZEOLITA) cuando el agua pasa a través del deposito mineral.

Los IONES DE SODIO tienen carga positiva no obtantes tan fuertes como la carga en el CALCIO y MAGNESIO.

Cuando una SALMUERA CONCENTRADA pasa a través del depósito que contiene los granos plásticos saturados (ZEOLITA) con CALCIO y MAGNESIO se mezclan con el volumen de IONES DE SODIO. Estos que arrastran los iones de CALCIO y MAGNESIO fuera de lo granos de plástico (ZEOLITA).El ablandador de agua tiene un depósito de salmuera separado de los granos usa una sal común para crear esta salmuera.

En la operación normal, el agua dura entra en el tanque mineral y los IONES DE CALCIO Y DE MAGNESIO se mueven a los granos (ZEOLITA) SUBTITUYENDO con IONES DEL SODIO, los cuales entran al agua, y cuando los granos (ZEOLITA) se saturan con el calcio y magnesio, la unidad comienza un ciclo trifásico de regeneración.

Ca(HCO3)2 2NaHCO3

Mg(HCO3)2 R2Ca Na Cl Cl-------Ca++ + 2RNa----------- R2Mg + Na2SO4

SO4----Mg++ R2Na NaNO3

NO3----Na+

3.6.3 DESMINERALIZACION.-

Es la eliminación de los sólidos en suspensión de todos los SALES y MINERALES, mediante el intercambio iónico: MINERALES: CATION CLORUROS, SILICE: ANION

Ca(CO3) R2Ca Mg(CO3) + R2Mg + 2H + 2C0G Na(CO3) RNa

La regeneración se realiza con CLORURO DE SODIO: R2Na Ca Cl2

+ 2NaCl ------------2RNa + R2Mg MgCl2

3.6.4 INTERCAMBIO IONICO.-Es un proceso rápido y reversible (que va y viene) en el cual los iones impuros presentes en el agua son reemplazados por iones que una despiden de INTERCAMBIO DE IONES.EL ION es un átomo o grupo de átomos con una carga eléctricamente.

LOS IONES con carga POSITIVA se llaman CATIONES y son generalmente metalesLOS IONES con carga NEGATIVA se llaman ANIONES y son generalmente no metales.

EL proceso consiste en el intercambio de PROTONES (H+) POR CATIONES METALICOS: Calcio (Na+), Sodio(Ca++), Hierro (Fe+++), Potasio( k+), Magnesio( Mg++) contenidos en el agua a esto se llama INTERCAMBIO CATIONICO.

El proceso consiste en el intercambio de GRUPOS DE HIDROXILO(OH -) por aniones no metálicos: Cloruro (Cl-), Bicarbonato (CHO3

-), Sulfato (S04

2-) , Nitratos (N03-), Carbonato

(C032-)

3.6.5 MECANISMO DEL INTERCAMBIO IONICO.-Los protones (H+) y los grupos de hidroxilo (OH-) que serán intercambiados por los cationes metálicos, respectivamente por los aniones no metálicos contenidos en el agua a tratarse, se encuentran fijados en matrices de tipo POLIMERO, COPOLIMERO. Resistente agentes químico y mecánico.

POLIMERO: compuesto que contiene los mismos elementos en las mismas proporciones, pero pose un peso molecular mas elevado.

COPOLIMERO : consiste de múltiplos de dos o mas compuestos.

COLUMNAS CATIONICAS.-

Las columnas utilizan una RESINA FUERTE ACIDA llamada IONAC”C-249”.

Existen dos tipos de resinas cationicas:

RESINAS CATIONICAS (ACIDA) FUERTESEn matriz de copolimero, intercambian (H+) por cation (S) metálicos. Son resinas de tipo sulfato

RESINAS CATIONICAS (ACIDA) DEBILES.Generalmente en matriz de poliacrilato. Preferentemente para intercambio de cationes Calcios y Magnesios y Aluminio, no apta para intercambio de sodio.

COLUMNAS ANIONICAS.-Las columnas utilizan dos tipos de resinas: RESINA BASE DEBILY BASE FUERTE: BASE DEBIL: IONAC “A-328” BASE FUERTE: IONAC “a-540”

RESINAS ANIONICAS (BASICAS) FUERTES.-Son del tipo amina cuaternaria en matriz de copolimero. Intercambian preferentemente aniones del tipo Cloruros, Sulfatos, Silicatos y Anhídrido Carbónico.

RESINAS ANIONICAS (BASICAS) DEBILES.-Son del tipo amina terciaria sobre matriz polímero fenol-formaldehído. Son aptas para intercambio de aniones básicos fuertes (Cl-), ácidos orgánicos. No es apta para el intercambio se sílice y anhídrido carbónico.

El sistema de intercambio iónico esta compuesto por dos columnas CATIONICAS: ME-2805-D1 (CATION 2000) y ME-2805-D3 (CATION 2OO1), así como por dos columnas ANIONICAS: ME-2805-D2 (ANION 2002) y ME-2805-D4 (ANION 2003)

La operación de estas columnas se realiza en cadena, un cation con un anion, las diferentes posibles llevan a una nomenclatura determinada, que se detalla a continuación.

a) Cadena IA ---Cation 2000 y Anion 2003b) Cadena IB------Cation 2000 y Anion 2001c) Cadena IIA-----Cation 2002 anión 2003d) Cadena IIB-----Cation 2002 y Anion 2001

Este sistema presenta cuatro funciones:

CONTRALAVADO, REGENERADO, DESPLAZAMIENTO Y ENJUAGUE.A continuación veremos como funciona este sistema en las columnas de intercambio

1.7 REGENERACION DEL CATION.-

Verificar la concentración de la solución de salmuera que este entre 19 y 21 Be de concentración y preparada con anticipación de 900 Kg. de sal.

Se saca de servicio las bombas 2805-A y la 2805.Cerrar las válvulas de trónquera de recepción de agua de palca en las piscinas de reserva.Parar la bomba P-2805-A. Con una presión de 75 a 80 psi.Por seguridad cerrar con el volante las válvulas de entrada y de producción del cation II.En el panel de control, seleccionar la columna de regeneración (cation II)Iniciar el contra lavado accionando la perilla en la posición manual, se abrirán válvulas 3y 5.Regular el caudal de contra lavado entre 45 y 50 m3/h, manteniendo en estas condiciones por un tiempo aproximado de 35 a 40 minutos en función de los resultados obtenidos en el contra lavado.En el panel de control, girar perilla en forma manual para la operación de regeneración, se abrirán valavulas1y 7.Regular el caudal de regeneración con la válvula de salida entre 10 y 12 m3/h, luego arrancar la bomba de inyección de salmuera MEM-2805-F.Abrir la válvula de ingreso de solución de salmuera a la te de mezcla y controlar que la concentración este en 10Be, manteniendo en estas condiciones hasta que se agote las fosas de salmuera y parar la bomba MEM-2805-f, tiempo estimado de regenerado 20 a 30 minutos.En el panel de control, girar perilla para iniciar la operación de desplazamiento del cation y poner el selector en automático, se abrirán 1 y 7.Verificar que el caudal de desplazamiento este en 10 a 14m3/h, por un tiempo de 15 a 20 minutos.Verificar la continuación del proceso de cambio en forma automática a la operación d enjuague final, se abrirán 1 y 6.Mantener el caudal 60m3, por un tiempo aproximado de 15 a 20 minutos el mismo que concluye en forma automática.Para el regenerado se utiliza agua del tanque 2801 que es agua ya ablandada.Para el ablandamiento se utiliza agua de palca.La entrada del agua para intercambio es de 18 m3/hora con constante variaciones.

3.8 FLUJO DE DISEÑO.-

Es de 57 M3/HORA.

Cabe rescatar que en esta área se cuenta también con dos tanques de acido sulfúrico D-804 de Cáp.:36.233 litros, y el TK-2501 de Cáp. de 12.953 litros. De preparación de acido sulfúrico, Y el TK-2004 de una Cáp.: 3.707 litros del regenerado de las columnas intercambio iónico.Por ultimo se cuenta también con el TK-400 d Cáp.: 3.707 litros de dosificación a las columnas de intercambio iónico de soda cáustica.En la actualidad estos sistemas se encuentran fuera de servicio, por razones que ya no se hace la desmineralización en los intercambiadores.

3.9 PISCINA DE NEUTRALIZACION.-UNIDADES Ancho (m) Largo (m) Altura (m) Capacidad

(m3)

NEUTRALIZACION 6.50 12.04 2.90 226.95

En esta piscina es donde va todas las aguas que del regeneramiento del cation la cual cuenta con un sistema de aeración de planta con los motores 1-P-MEM-2805-D y 1-PM-2805-E, con un capacidad de:180m3

PREPARACION DE SALMUERA.-La preparación de salmuera se hace en una pequeña piscina de una capacidad de:4.33m3

UNIDADES Ancho (m) Largo (m) Altura (m) Capacidad (m3)

SALMUERA 1.81 2.67 0.90 4.33

Aquí se prepara la salmuera tanto para el regenerado como par el ablandamiento

REGENERADO: 900 KG a 3.5 m3 Aprox. ABLANDADO: 450KG a 1.5 m3 Aprox.Se cuenta en esta área con el motor 1-MEM-2805-F.