O emprego destas instalações estendem-se a todos os setores de galvanotécnica e tratamentos superficiais químicos de metais. Hoje em dia, para a fabricação das placas de circuito impresso são indispensáveis instalações circulares trocadoras de íons.
Tais instalações são compostas de 1 filtro de pressão, 2 trocadores de ânions (aniônica fraca). Em casos especiais empregam-se trocadores de ânions com resina aniônica forte, permutadores para correção de PH (Bufar) absorvedores e outros equipamentos posteriores para limpeza seletiva. As instalações circulares de troca iônica são fornecidas praticamente para todas capacidades. A menor instalação de recirculação GOEMA tem uma capacidade de 0.5m3/h e a maior de 330 m3/h.
As instalações circulares GOEMA são em regra automatizadas. A pedido são fornecidas também instalações manuais e semi automáticas. A vantagem das instalações GOEMA está na combinação de ligação em serie com fluxo ascendente e regeneração em contracorrente. Somente com o sistema automático de regeneração através de sensores e medidores diferenciais de condutividade, instalados em ambos os trocadores de cations, são possíveis rendimentos máximos de todos permutadores, bem como sua regeneração independente.
Isto representa menor gasto de produtos químicos na regeneração, menor necessidade de águas de lavagem e menor despejo de efluentes. Proteção do meio ambiente com custos reduzidos somente será viável com a diminuição do volume de água na regeneração e de produtos químicos, possibilitando a minimização de salinidade nos despejos.
Através de uma combinação entre colunas duplas com fluxos ascendentes em série e regeneração em contracorrente, as instalações de recirculação de água GOEMA proporcionam melhor desempenho, maior vida útil das resinas e economia no consumo de produtos químicos. São oferecidas instalações manuais, semi – automáticas e automáticas.
INTRODUÇÃO
As Instalações de Recirculação de Água através de troca iônica são utilizadas para produzir água na qualidade necessária para determinadas finalidades e graus de fabricação, e como elemento inicial para a obtenção de água ultra pura. Seu emprego estende-se a todos os setores da indústria, como por exemplo, galvanoplastia, pintura, eletrônica, alimentos, farmacêutica, etc. A composição de tais instalações dependerá de alguns fatores, tais como:
- características físico-químicas da água a ser tratada
- vazão de consumo
- características físico-químicas desejada para a água desmineralizada
- regime de trabalho
- tipo de regeneração das resinas (manual ou automática)
De um modo geral, as Instalações de Desmineralização de Água podem ter 3 composições:
Vantagens:
- Quando não haver alteração nas características físico-químicas da água bruta, pode-se balancear os volumes das resinas para que se tenha sempre ao mesmo tempo a saturação das resinas catiônica e aniônica.
Desvantagens:
- Quando há a necessidade de regeneração o sistema deve parar de produzir água desmineralizada
- Quando haver alteração nas características físico-químicas da água bruta (casos mais freqüentes), o tempo de saturação da resina catiônica será diferente ao da resina aniônica, e portanto a instalação deverá ser paralisada duas vezes por ciclo para regeneração.
- Fluxo descendente proporciona uma compactação das resinas, diminuindo a vida útil das mesmas.
- Não utiliza capacidade total de saturação das resinas.
Vantagens:
- Não há a necessidade de interromper a produção de água para regenerar as colunas.
- Sistema simples para se automatizar.
Desvantagens:
- O fluxo descendente proporciona uma compactação das resinas, diminuindo a vida útil das mesmas.
- Não utiliza capacidade total de saturação das resinas.
Vantagens:
- Não há a necessidade de interromper a produção de água para regenerar as colunas. A coluna em regeneração é retirada do circuito.
- Sistema possível de se automatizar.
- O fluxo ascendente proporciona uma fluidização do leito de resinas, aumentando a vida útil das mesmas.
- Utiliza capacidade total de saturação das resinas.
Desvantagens:
- Custo de aquisição
DESCRIÇÃO DO PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO
Composição de uma instalação Goema:
- Filtro de Quartzo (FP) ou Areia (FA) [opcional]
- Trocador de Cátions I (CI)
- Trocador de Cátions II (CII)
- Trocador de Ânions I (AI)
- Trocador de Ânions II (AII)
- Tanque de lavagem reversa
- Tanque para regenerante ácido e bomba de dosagem
- Tanque para regenerante alcalino e bomba de dosagem
A seqüência das colunas é apresentada da seguinte forma:
FP > CI > CII > AI > AII
A seqüência de colunas duplas em série apresenta muitas vantagens, pois utilizando-se sempre dois trocadores do mesmo tipo, um após o outro, pode-se obter uma melhor eficiência de operação pois, caso haja uma “fuga” de um íon indesejado trocador, este ficará retido no segundo.
Quando o trocador de cátions I (CI) ficar saturado (conforme a seqüência apresentada como exemplo), através do controle da condutividade verificado na saída dos trocadores, válvulas automáticas atuarão retirando este trocador do circuito e regenerado sem que isto implique na parada da instalação.
Sendo assim, a instalação ficará da seguinte forma:
FP > CII > AI > AII, com CI regenerando
Seqüência com CI em regeneração – Exemplo
Após a regeneração de CI, este retornará ao circuito da seguinte forma:
FP > CII > CI > AI > AII
Seqüência com CI pós inserida- Exemplo:
O trocador retirado para a regeneração sempre retornará após o seu semelhante. A vantagem é que se pode trabalhar até a saturação total do trocador que continuou no circuito, diminuindo assim os ciclos de regeneração, economizando produto químicos e gerando menos efluente para tratamento.
Isto ocorre pois no caminho normal do ciclo da água. A resina contida no trocador CI reterá grande parte dos cátions presentes na água. Somente pequenas quantidades de cátions que CI não conseguir segurar, passará para CII, que por sua vez fará o trabalho de retê-los. Como CI retém muito mais cátions que CII, ficará mais rápido saturado, e deverá ser regenerado. Caso, ao retornar da regeneração, CI volte na mesma posição, ou seja antes que CII.
O segundo trocador de cátions trabalhou um tempo sozinho para que CI pudesse ser regenerado, e estará com sua capacidade reduzida. Agora se, CI que esta com capacidade maior de retenção que CII, deixar passar algum cátion, estes não serão retidos no segundo trocador. Sendo assim CII se tornará inútil e também deverá ser regenerado.
Portanto, se ao retornar da regeneração, CI for colocado após CII, os cátions que trocador de cátions II deixar passar, poderão ser retidos pelo trocador de cátions I, pois este estará com uma capacidade melhor. Sendo assim, CII poderá chegar até sua saturação e os números de regenerações da instalação diminuirão.
A principal vantagem do fluxo ascendente da água é que ocorrerá uma expansão no volume das resinas, não permitindo que as mesmas sejam compactadas nos fundos dos trocadores. Desta forma toda a superfície da resina estará em contato com a água, aumentando assim a sua eficiência. Outra vantagem da não compactação das resinas é o aumento de sua vida útil.