Filtro de zeolita para qué sirve - Zeolita para filtrar agua

Durante los últimos 50 años, se han logrado avances en la filtración de agua por medio de filtros granulares usando arena de malla más pequeña combinada con granate o granate y antracita (multimedia).

Filtro de zeolita para qué sirve - Zeolita para filtrar agua

Hoy en día, se dispone de medios de zeolita de alta pureza que alcanzan una calificación nominal <5µ. Mineralógicamente, hay alrededor de 40 tipos conocidos de zeolitas naturales (silicatos hidratados) de los cuales la más frecuente es la clinoptilolita. La clinoptilolita está clasificada como cristalina, aluminio, silicio, mineral de óxido que tiene una porosidad y área de superficie alta, una estructura de microcristal y es resistente a la abrasión.

Los datos de laboratorio indican que la zeolita supera a los medios de filtración convencionales, que incluyen arena y antracita, en sus capacidades de filtración y absorción. Esto se atribuye a la superficie de la zeolita, que es siete u ocho veces más grande que muchos otros materiales granulares.

Origen y propiedades

El término zeolita fue originalmente acuñado en 1756 por el mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt, quien observó que el calentamiento rápido del material, que se creía que era estilbita, producía grandes cantidades de vapor de agua que había sido adsorbido por el material. Basándose en esto, llamó al material zeolita, del griego ζέω (zéō), que significa "hervir" y λίθος (líthos), que significa "piedra".

Las zeolitas son sólidos con una estructura cristalina tridimensional relativamente abierta construida a partir de los elementos aluminio, oxígeno y silicio, con metales alcalinos o alcalinotérreos (como sodio, potasio y magnesio) y moléculas de agua atrapadas en los huecos entre ellos.

Lo más interesante de las zeolitas es su estructura abierta, similar a una jaula, y la forma en que pueden atrapar otras moléculas en su interior. Así es como las moléculas de agua y los iones de metales alcalinos o alcalinotérreos (átomos cargados positivamente con muy pocos electrones, a veces llamados cationes) se convierten en parte de los cristales de zeolita, aunque no necesariamente permanecen allí permanentemente. Las zeolitas pueden intercambiar otros iones cargados positivamente por los iones metálicos originalmente atrapados dentro de ellas (técnicamente, esto se conoce como intercambio catiónico) y, como Cronstedt descubrió hace más de 250 años, pueden ganar o perder sus moléculas de agua muy fácilmente (esto se llama reversible deshidración). Las zeolitas tienen aberturas regulares de tamaño fijo, que permiten que las moléculas pequeñas pasen directamente pero atrapen las más grandes; es por eso que a veces se les conoce como tamices moleculares. A diferencia de las zeolitas naturales, que se producen en formas aleatorias y tamaños mixtos, las zeolitas sintéticas se fabrican en tamaños muy precisos y uniformes (generalmente de aproximadamente 1 μm a 1 mm) para adaptarse a una aplicación particular; en otras palabras, están hechos de cierto tamaño para atrapar moléculas de un cierto tamaño (más pequeño) dentro de ellas.

La zeolita natural puede modificarse mediante un tratamiento único o combinado, como calentamiento y modificación química (ácidos, bases y sales inorgánicas). El tratamiento químico y térmico de la zeolita puede provocar la migración de cationes y, por lo tanto, afectar la ubicación de los cationes y la apertura de los poros. "Ingeniería de poros" es un término popular para los métodos utilizados en la modificación de zeolita en los que se manipulan algunas de sus propiedades absorbentes. Los procesos de intercambio iónico y adsorción en el contacto de la zeolita con la solución ocurren simultáneamente.

El tratamiento térmico a alta temperatura, dependiendo de la muestra sólida y la temperatura utilizada, puede mejorar el volumen de los poros al eliminar las moléculas de agua y sustancias orgánicas de los canales porosos. El agua presente en jaulas y canales de la zeolita contribuye del 10 al 25% a la masa total de las zeolitas. Para permitir el uso eficiente de las zeolitas en el tratamiento del agua, es importante conocer las propiedades de deshidratación y la estabilidad estructural de determinados materiales zeolíticos.

Uso

Las propiedades únicas de intercambio iónico y adsorción, la alta porosidad, la excelente estabilidad térmica y la estructura en forma de jaula de las zeolitas las hacen muy adecuadas para muchas aplicaciones. Uno de los usos diarios más importantes de las zeolitas es en los ablandadores y filtros de agua. En los ablandadores de agua de intercambio iónico, por ejemplo, el agua dura (rica en iones de calcio y magnesio) se canaliza a través de una columna llena de zeolitas que contienen sodio. Las zeolitas atrapan los iones de calcio y magnesio y liberan iones de sodio en su lugar, por lo que el agua se vuelve más suave pero más rica en sodio. Muchos detergentes para lavar ropa y platos contienen zeolitas para eliminar el calcio y el magnesio y ablandar el agua para que funcionen de manera más efectiva.

El amoníaco (NH3) y los cationes de metales pesados se encuentran a menudo en las fuentes de agua y representan graves riesgos para la salud y el medio ambiente. Los estudios han determinado que la zeolita clinoptilolita natural es selectiva para estos cationes, lo que significa que los absorberá y los unirá en su estructura de panal, incluso en presencia de cantidades más grandes de cationes competidores. Además, la zeolita forma enlaces fuertes con amoníaco y metales pesados que son difíciles de romper. Esto evita la lixiviación de contaminantes en el medio ambiente.

Las zeolitas adsorben una serie de sustancias orgánicas. El mineral tiene la mayor afinidad por los componentes orgánicos polares, por ejemplo, hidrocarburos clorados. Dependiendo del diámetro de las moléculas, estas se adsorben en el micro o mesoporos. La capacidad de la adsorción depende en gran medida de las circunstancias en las que se realiza la adsorción.

Como las zeolitas son un material granular, las partículas sólidas y suspendidas quedan atrapadas entre los granos. La estructura porosa también hace que las partículas de coloides de origen orgánico y mineral se eliminen del agua. La capacidad para la eliminación de partículas sólidas es hasta un 45% mayor que la capacidad de la arena con una distribución de tamaño de partícula equivalente.

Beneficios

Considerándolo todo, los beneficios de la zeolita en el tratamiento y filtración del agua incluyen los siguientes:

• Ablanda el agua absorbiendo calcio (Ca) y magnesio (Mg)
• Elimina el cloro (Cl) del agua del grifo
• Elimina hierro (Fe) de las fuentes de agua subterránea
• Elimina contaminantes como metales pesados y amoníaco (NH3)
• Neutraliza el agua ligeramente ácida.
• Mejora la claridad del agua.
• Proporciona una mejor separación líquido / sólido que otros filtros como el alumbre y el polímero
• Gran área de superficie interna y externa que resulta en una alta capacidad de retención de iones
• Selectivo para cationes de metales pesados, incluyendo zinc (Zn), cobre (Cu), plata (Ag), plomo (Pb), cobalto (Co) y níquel (Ni)
• Supera a los medios granulares convencionales
• Altamente eficaz para filtrar y purificar el agua.
• Económico
• Elimina la materia orgánica.
• Resistente a la abrasión
• Deshidrata el lodo
• Requiere 50% menos ciclos de retrolavado que la arena.
• Reduce la cantidad de agua de retrolavado debido a un menor número de ciclos de retrolavado
• Clasificado como GRAS (generalmente considerado como seguro) para humanos y animales
• No tóxico y respetuoso con el medio ambiente.
• No contiene aditivos químicos ni colorantes.

La compañía estadounidense de filtros de agua CFCI (Ceramic Filters Company Inc) ha desarrollado Aquametix, una combinación patentada de dos tipos de carbón activado con zeolita. Las zeolitas están conectadas con carbón activado a través de polímeros especiales y forman un filtro de agua extremadamente denso y poroso.

Puede encontrar todos los filtros de agua CFCI (Ceramic Filters Company Inc)  en la tienda Primato en www.primato.gr