Impianti a resine a scambio ionico

Gli impianti a resine a scambio ionico sono diffusi nel trattamento delle acque, siano esse reflui civili o industriali.

Il principio su cui si basa il loro funzionamento è il trasferimento degli ioni indesiderati dal refluo trattato alle resine. L'elettroneutralità della soluzione e delle resine è garantito dallo scambio tra specie ioniche dello stesso segno che passano dalla soluzione alle resine e viceversa.

Le resine possono distinguersi in:

  1. Cationiche forti
  2. Cationiche deboli
  3. Anioniche forti
  4. Anioniche deboli
  5. Chelanti

L'applicazione più diffusa è l'addolcimento delle acque, per la rimozione della durezza. Altri impieghi sono la rimozione dell'azoto, di metalli o altri solidi disciolti. Non mancano applicazioni particolari in cui i prodotti di interesse, oltre al refluo depurato, sono le molecole adsorbite sulle resine. La loro successiva eluizione ne consente il recupero come concentrati. Un esempio è l'adsorbimento di polifenoli come nel processo STC per il trattamento delle acque di vegetazione.

La modalità operativa può essere in batch o in continuo. Nel primo caso le resine vengono messe in contatto con l'acqua finché non sia esaurita la reazione di adsorbimento. Nel processo in continuo invece, l'acqua da trattare fluisce in una colonna impaccata con resine opportune. Una volta che la capacità di scambio della resina si è esaurita, si provvede ad un controlavaggio per la rimozione di eventuali sedimenti che abbiano intasato la colonna e si procede quindi alla rigenerazione della resina.

È da notare che il ciclo delle resine si compone di due fasi:

  • La prima, di Esaurimento, in cui la resina cattura gli ioni inquinanti in soluzione fino a saturazione, rilasciando quelli funzionali di pari carica elettrica;
  • La seconda, di Rigenerazione, in cui gli ioni inquinanti adsorbiti devono essere eluiti e sostituiti con lo ione inizialmente presente sulle resine.

Il tutto può avvenire in maniera manuale agendo su opportune valvole, oppure completamente automatica adottando sistemi di controllo specifici