El uso de zeolitas como medio filtrante
¿Son todas las zeolitas aptas para ser usadas como medio filtrante?
En los últimos años se ha vuelto más popular el uso de este prometedor mineral como medio filtrante, a medida que ha se han ido probando sus beneficios y ventajas versus la arena y los filtros multicapa de antracita y Garnet. Pero, ¿son todas las zeolitas iguales y, lo más crítico, pueden ser usadas todas como medio filtrante.?
La respuesta es NO.
Existen 2 características que la mayoría de las zeolitas tienen que las hacen no aptas para ser usadas como medio filtrante:
1.- El % de arcillas presentes en la muestra.
La mayoría de las zeolitas naturales contienen concentraciones de un 5 hasta un 40% de arcillas adheridas a su estructura. Lo cual lo convierte en un serio inconveniente para ser usadas como medio filtrante.
Ya que estas se disgregan y forman partículas coloidales que pasan a través de los filtros enturbiando y ensuciando todos los elementos filtrantes posteriores.
INCLUSIVE, AUNQUE HAYAS RETROLAVADO INTENSAMENTE LOS FILTROS, ESTOS FINOS PUEDEN SEGUIR APARECIENDO DURANTE LA OPERACIÓN.
A partir de números estudios y pruebas de laboratorio hemos encontrado que una concentración mayor al 10% de arcillas en el material puede ocasionar serios problemas tanto en el retro lavado inicial como durante la operación
¿Cómo puedes asegurarte de que la zeolita que vas a usar es adecuada para la aplicación?
La manera más rigurosa es por medio de la prueba de solubilidad en ácido conforme lo especificado por la norma ANSI/AWWA B100–89
La cual consiste en lo siguiente:
1.- Se prepara una muestra de material de 100 gramos el cual previamente deberá ser deshidratado en un horno secador a 200 grados hasta asegurarse de haber removido completamente la humedad.
2.- Se prepara una solución de un litro compuesta de 500 ml de ácido clorhídrico y 500 ml de agua destilada.
3.- Se deja la mezcla inversa en el agua mientras dure la efervescencia, ocasionalmente deberá de agitarse ligeramente para garantizar una reacción adecuada.
4.- Una vez que deje de hacer efervescencia, el material debe ser lavado con agua destilada en un tamizador o percolador con un tamiz de igual o más de 40 mallas, hasta que el material deje de aportar turbidez al agua.
5.- Posteriormente el material debe ser secado en un horno secador a 200 grados hasta remover el 100% de su humedad.
6.-Una vez enfriado el material se deberá pesar en una balanza analítica.
Fórmula: solubilidad en ácido (%) = (Perdida de peso x 100) / Peso original.
La American Water Works Association recomienda realizar la prueba por duplicado y, en caso de que haya una discrepancia de más del 2% entre las dos lecturas, debería de repetirse un par de veces más.
El estándar AWWA B100–89 establece un 5% de solubilidad en ácido como límite máximo.
Para efectos prácticos un material hasta con un 10% como máximo es apto para ser usado como medio filtrante.
Sin embargo, para poder alcanzar cualquiera de estos dos parámetros, es indispensable que la zeolita de origen tenga excelente calidad y que sea sometida a un proceso de lavado químico.
Lamentablemente la mayoría de los proveedores de zeolitas no cuentan ni con la materia prima adecuada, ni con los controles de calidad, ni con los procesos necesarios para fabricar un medio filtrante confiable.
2. La concentración de metales pesados.
Se ha detectado en la mayoría de las zeolitas naturales presencia de metales pesados como arsénico, cromo, plomo, hierro y manganeso hasta en concentraciones del 5%. Esto representa un verdadero riesgo para la salud pública pues estos metales tienden a lixiviarse durante la operación del filtro, contaminado el influente muchas veces destinado para consumo humano.
Los únicos medios filtrantes a base de zeolitas que pueden garantizar que no aportan metales pesados al influente son aquellos certificados por NSF ANSI 61.
Para que NSF certifique a un medio filtrante, éste es sometido a un proceso de lavado con agua destilada, donde después de un cierto número de ciclos de filtrado, se analiza el agua filtrada para determinar si hay presencia de metales pesados en ellas en concentraciones mayores a las aceptables conforme al estándar 61.
Tener una certificación NSF representa tener estrictos controles tanto en el proceso como en la calidad del producto final y es la mejor forma de garantizar que la zeolita que compres te dé el resultado que estás buscando.
¿Qué factores influyen en el desempeño y la calidad de una zeolita versus otra?
Existen tres principales factores que influyen en el desempeño de una zeolita como medio filtrante:
1.- La densidad aparente
La densidad aparente está relacionada con la porosidad del material y por lo tanto con su permeabilidad.
Diversos estudios han demostrado que, a menor densidad, se obtiene una mayor permeabilidad del medio filtrante y, por lo tanto, aumenta su capacidad de carga, así como el ciclo de operación de la misma.
2.- El área superficial
Debido a que las zeolitas filtran tanto mecánicamente, como por medio de un fenómeno de adsorción. Siendo esta la principal diferencia y ventaja sobre los filtros y antracita.
Dado que el área superficial determina la superficie de adsorción del medio filtrante, esta se convierte en un elemento fundamental ya que es la que le brinda la capacidad de adsorber partículas coloidales y orgánicos disueltos.
3.- El tamaño de partícula.
El tamaño de partícula de un medio filtrante se clasifica normalmente en función del rango efectivo de partícula.
Existe una correlación relativamente proporcional:
A mayor rango de partícula, mayor será la duración de la carrera de filtración, pero menor será la capacidad de retener partículas más pequeñas.
En el caso de la zeomedia 12–20 esta puede brindar una carrera de filtración más prolongada que un filtro multicapa, pero una retención de partículas hasta de 5 micras, mientras que la zeomedia 14–40 brinda una carrera mucho menor de filtración, pero es capaz de retener partículas de 1 micra.
Por eso es importante que, en función del tipo de agua a filtrar, y la calidad requerida, se seleccione adecuadamente la zeolita con el tamaño de grano adecuado.
