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Le ragioni della diminuzione della resistività durante il funzionamento dei sistemi di acqua ultrapura EDI (elettrodeionizzazione) sono legate a fattori quali la qualità dell'acqua in ingresso, la pressione, la portata, la tensione e la contaminazione dell'acqua di alimentazione. Di seguito sono elencate alcune delle principali cause del calo di resistività dei sistemi di acqua ultrapura EDI:
Gli effluenti del sistema RO non soddisfano gli standard
Se l'acqua di alimentazione ha un elevato contenuto di sale, si consiglia di utilizzare a sistema RO bipolare (osmosi inversa). come fase di pre-deionizzazione, mantenendo la conduttività tra 1–3 μS/cm. Se il contenuto di CO2 nell'acqua di alimentazione è elevato, è consigliabile utilizzare una membrana o una torre di degasaggio per rimuovere la CO2. Per livelli di pH che si discostano troppo dalla neutralità, è necessario utilizzare la regolazione del pH per mantenere il pH dell’acqua di alimentazione tra 7 e 8.
Problemi con il controllo corrente del sistema EDI
L’aumento della corrente operativa migliora la qualità dell’acqua. Tuttavia, una volta che la corrente raggiunge il suo massimo e continua ad aumentare, gli ioni H e OH in eccesso generati dalla ionizzazione dell'acqua possono causare accumulo e blocco degli ioni, o addirittura diffusione all'indietro. Ciò porta ad una diminuzione della qualità dell'acqua prodotta.
Cambiamenti nel pH
Un elevato contenuto di CO2 nell'acqua di alimentazione del sistema EDI può avere un impatto negativo sulla produzione di acqua ultrapura. Se il contenuto di CO2 supera 10 ppm, il sistema EDI non sarà in grado di produrre acqua ad elevata purezza (questo è un problema critico).
Contaminazione del ferro
La contaminazione da ferro è uno dei motivi principali della progressiva diminuzione della resistività nei sistemi EDI. Se si utilizzano normali tubi in acciaio nel sistema di pretrattamento e acqua non depurata senza protezione interna contro la corrosione, il contenuto di ferro aumenterà. Una volta corroso, il ferro si dissolve in acqua principalmente come Fe(OH)2 e si ossida ulteriormente in Fe(OH)3. Fe(OH)2 è colloidale, mentre Fe(OH)3 è in uno stato sospeso. La resina del sistema EDI ha una forte affinità per il ferro e, una volta adsorbita, può causare reazioni irreversibili. Nei processi convenzionali di scambio di cationi e anioni, la rigenerazione o la pulizia dei letti di resina può rimuovere la maggior parte del ferro. Tuttavia, in un sistema EDI, poiché non vi è rigenerazione o pulizia, tracce di ferro nell'acqua aderiscono sia alle resine cationiche che anioniche, nonché alle membrane. Il ferro ha una forte conduttività elettrica e prima che possa reagire con la resina cationica, migra verso la membrana anionica sotto l'influenza di una corrente elevata. Gli ioni di ferro puri passano facilmente attraverso le membrane, ma i composti di ferro colloidale sono più difficili da penetrare nella membrana anionica e vengono adsorbiti sulla sua superficie. Ciò porta alla contaminazione sia della membrana anionica che di quella cationica, provocando in definitiva una diminuzione delle prestazioni del sistema e della qualità dell'acqua, nonché una progressiva riduzione della resistività.
Contaminazione organica
Se nell'acqua di alimentazione sono presenti contaminanti organici, l'osmosi inversa può rimuovere solo colloidi organici con un peso molecolare superiore a 200. Le sostanze organiche con un peso molecolare inferiore (inferiore a 200) passano nel sistema EDI. Queste sostanze a basso peso molecolare vengono assorbite dalle resine a scambio cationico e anionico all'interno dei componenti e aderiscono alle superfici delle membrane cationiche e anioniche. Ciò ostacola le reazioni di scambio ionico e rallenta la velocità di penetrazione degli ioni attraverso le membrane, riducendo così le prestazioni del sistema EDI e abbassando la resistività dell'acqua prodotta.
