La columna de purificación de desionización (también conocida como columna de intercambio de iones) es una columna comúnmente utilizada en el tratamiento del agua y la separación de laboratorio para eliminar iones en el agua (como calcio, magnesio, sodio, iones de cloro, etc.). Después de un período de uso, la columna de purificación de desionización se saturará y la capacidad de intercambio de iones disminuirá, lo que requiere regeneración. El objetivo de la regeneración es restaurar sus propiedades de intercambio de iones restaurando la resina de intercambio en la columna a su Estado original.
El método de regeneración de la columna de purificación de iones desiónicos depende principalmente del uso de soluciones químicas para reemplazar los iones intercambiados en la columna. Los siguientes son los métodos comunes de regeneración de columnas de purificación de desionización:
1. regeneración de columnas de intercambio de iones positivos
La función de la columna de intercambio de iones positivos es eliminar los iones positivos del agua (como calcio, magnesio, hierro, sodio, etc.). El método de regeneración comúnmente utilizado es el uso de soluciones ácidas para la regeneración, y los ácidos más comunes son el cloruro de hidrógeno (hcl) o el ácido sulfúrico (h₄so).
Pasos de regeneración:
Control del flujo: pasar la solución ácida (generalmente una solución de cloruro de hidrógeno o ácido sulfúrico de 0,1 - 1,0 m) por la columna, el flujo de la solución ácida suele ser más lento, asegurando el contacto completo con la resina.
Intercambio de iones: los iones de hidrógeno (h) en soluciones ácidas reaccionan con iones positivos como calcio y magnesio en la resina para liberar plasma de calcio, magnesio y hierro en el agua, mientras reemplazan los iones de hidrógeno en la resina.
Descarga de residuos líquidos: salida de estos iones intercambiados (como cam2, mg m2, etc.) a través de los residuos líquidos de la columna y eliminación de soluciones ácidas.
Enjuagar: enjuagar la columna con una gran cantidad de agua desionizada o destilada para eliminar la solución ácida residual hasta que el pH del líquido descargado esté cerca de la neutralidad.
Prueba: compruebe la calidad del agua de salida con un medidor de conductividad eléctrica o un medidor de pH para asegurarse de que la columna se ha reciclado completamente.
2. regeneración de columnas de intercambio aniónico
La columna de intercambio aniónico se utiliza para eliminar los iones negativos en el agua (como sulfato, iones de cloro, nitrato, fosfato, etc.). Por lo general, se utilizan soluciones alcalinas fuertes para la regeneración. La solución alcalina común es la solución de hidróxido de sodio (naoh).
Pasos de regeneración:
Control de flujo: pasar lentamente la solución de hidróxido de sodio (solución de hidróxido de sodio con una concentración general de 0,1 - 1,0 m) a través de la columna para garantizar un contacto completo con la resina.
Intercambio de iones: los iones de hidrógeno y oxígeno (oh) en la solución de hidróxido de sodio se intercambian con los iones negativos en la resina, liberando iones de sulfato, cloro y otros iones negativos en el agua de salida, mientras que los iones de hidrógeno y oxígeno se reemplazan por la resina.
Descarga de residuos líquidos: los residuos líquidos que pasan por la columna salen de los aniones intercambiados (como c1, so, etc.) y eliminan las soluciones alcalinas.
Enjuagar: enjuagar la columna con una gran cantidad de agua desionizada hasta que el pH del líquido descargado esté cerca de la neutralidad.
Prueba: compruebe la calidad del agua de salida con un medidor de conductividad eléctrica o un medidor de pH para asegurarse de que la columna se ha reciclado completamente.
3. regeneración de columnas de intercambio bifuncionales (híbridas)
La columna de intercambio bifuncional elimina simultáneamente los iones positivos y negativos del agua. Por lo general, es necesario usar soluciones ácidas y alcalinas al mismo tiempo durante el proceso de regeneración.
Parte de intercambio de iones positivos: regeneración con soluciones ácidas (como ácido clorhídrico y ácido sulfúrico).
Parte de intercambio aniónico: regeneración con solución de hidróxido de sodio.
Pasos de regeneración:
Regeneración catiónica: primero se utiliza una solución ácida para regenerar la parte de intercambio catiónico e intercambiar los iones positivos en la columna.
Regeneración aniónica: después se utiliza una solución alcalina para regenerar la parte de intercambio aniónico e intercambiar los iones negativos en la columna.
Enjuagar: enjuagar con una gran cantidad de agua desionizada hasta que el pH del líquido de desecho esté cerca de la neutralidad.
Prueba: asegúrese de que las partes catiónicas y aniónicas de la columna han recuperado completamente su capacidad de intercambio.
4. otras consideraciones
Frecuencia de regeneración: la frecuencia de regeneración de la columna de desionización depende de la calidad del agua, el tipo de resina y la intensidad de uso. Por lo general, es necesario regenerarse de vez en cuando o cuando el flujo disminuye.
Selección del regenerante: al seleccionar el regenerante, se debe considerar la concentración de la solución, la temperatura y el efecto de intercambio necesario para garantizar que no dañe la resina en sí.
Problemas ambientales: los residuos líquidos (ácidos, álcalis, aguas residuales, etc.) producidos durante el proceso de regeneración deben tratarse para evitar la contaminación del medio ambiente.
Resumen:
El método de regeneración de la columna de purificación de desionización consiste principalmente en reemplazar los iones adsorbidos en la resina por soluciones químicas (soluciones ácidas o alcalinas), recuperando así su capacidad de intercambio. Las columnas de intercambio catiónico suelen regenerarse con soluciones ácidas, como HCl o h₄so, mientras que las columnas de intercambio aniónico utilizan soluciones alcalinas, como naoh. Las columnas de intercambio bifuncionales requieren soluciones ácidas y alcalinas para regenerar las partes catiónicas y aniónicas, respectivamente. Las columnas recicladas deben ser lavadas para asegurarse de que no quedan productos químicos residuales.