وظايف اصلي رزين تصفيه آب

حذف (ديونيزاسيون) آنيون ها و كاتيون هاي مختلف محلول در آب، هدف اصلي استفاده از رزين تصفيه آب است كه به راحتي يون هاي معدني را از آب حذف مي كنند. اين يك فناوري تصفيه آب با استفاده از اصل تبادل يوني است. يك فرآيند تصفيه نهايي به نام آب فوق خالص 18.2 MΩ.cm  با استفاده از يك رزين تبادل يوني (رزين تصفيه آب) لايه مخلوط انجام مي شود. دو نوع رزين وجود دارد كه شامل رزين تبادل كاتيوني و رزين تبادل آنيوني مي باشد.

اصل كار رزين تصفيه آب

رزين هاي كاتيوني از يون هاي هيدروژن H plus  براي تبادل كاتيون ها در آب استفاده مي كنند. و رزين‌هاي آنيوني از يون‌هاي هيدروكسيد OH-  براي جايگزيني آنيون‌ها، يون‌هاي هيدروژن و يون‌هاي هيدروكسيد براي تشكيل آب خنثي، با استفاده از يون‌هاي سديم Na به اضافه همه كاتيون‌ها و يون كلريد Cl-  براي نشان دادن همه آنيون‌ها براي تبادل يوني استفاده مي‌كنند. واكنش: دو نوع ظرفيت تبادل يوني وجود دارد كه شامل قوي و ضعيف مي باشد. با توجه به كاربردهاي مختلف، رزين هاي مختلف مانند رزين آنيوني و رزين كاتيوني داراي گروه هاي عملكردي شيميايي متفاوتي هستند كه در نتيجه ظرفيت تبادل (قابليت تصفيه) و شرايط بازسازي متفاوت است.

بازسازي رزين هاي تبادل يوني

تبادل يوني يك واكنش برگشت پذير است كه از يك اسيد قوي (براي رزين هاي تبادل كاتيوني) يا يك باز قوي (براي رزين هاي تبادل آنيوني) براي شستن يون هاي اضافي براي بازسازي و استفاده مجدد استفاده مي كند. پس از اتمام ظرفيت جذب اين رزين ها، بايد دوباره كاهش يابد. رزين هاي تبادل كاتيوني براي احيا به يون هاي اسيد قوي H+  نياز دارند (با مزيت غلظت). در مقابل، يون هاي پايه قوي OH-  براي كاهش آنيون ها مورد نياز است.

ظرفيت جذب و توالي تبادل رزين تبادل يوني براي يون هاي مختلف:

ظرفيت جذب رزين كاتيوني براي كاتيون هاي مختلف متفاوت است كه اين نيز در اثر تبادل بين كاتيون هاي مختلف در سطح رزين سختي گير ايجاد مي شود. قدرت و روابط نسبي مبادله به شرح زير است:

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag+>Cs+>K+>NH4+>Na+>H اضافي

قدرت ميل تركيبي بين رزين تبادل آنيون و هر آنيون عبارت است از:

S042->I–>NO3–>NO2–>Cl–>HCO3–>OH–

مشكل pH رزين تبادل يوني

در رزين تبادل يوني لايه مخلوط، در صورت اشباع بودن رزين آنيوني و ادامه استفاده، يون هيدروكسيد OH كه ضعيف ترين قدرت جذب را دارد مصرف مي شود، اما به دليل عملكرد عادي، يون هيدروژن H پلاس مصرف مي شود. همچنان مبادله شود رزين تبادل كاتيوني سطح pH آب كاهش مي يابد و اسيدي مي شود و كيفيت آب بدتر مي شود.

اگر رزين هاي تبادل يوني در لايه مخلوط اشباع شوند، يون هيدروكسيد OH-  نيز در آب تميز ظاهر مي شود و در نتيجه قليايي آب افزايش مي يابد (مقدار pH افزايش مي يابد)، بنابراين عملكرد يونيزاسيون نياز به نظارت مكرر دارد. .

روش پايش كيفيت آب رزين تصفيه آب

معمولاً بر حسب مقاومت واحد: MΩ.  مقاومت سانتي متر يا رسانايي mS/cm Conductance اندازه گيري مي شود.

رسانايي با غلظت كل يون ها در آب متناسب است، در حالي كه مقاومت با غلظت كل يون نسبت معكوس دارد. واحدي كه بيشتر در مهندسي تصفيه آب مورد استفاده قرار مي گيرد، جامدات محلول كل TDS  كل جامدات محلول است كه رابطه تبديل زير با رسانايي دارد:

TDS (ppm) = رسانايي/2 (به عنوان NaCl)

اهميت تعمير

اگر رزين تصفيه آب مورد استفاده در روش دييونيزاسيون به درستي نگهداري نشود، رشد اين باكتري ها باعث آلودگي آب و كاهش ظرفيت تبادل مي شود كه قابل ذكر است.

كاربرد رزين تبادل يوني

فناوري تبادل يوني به طور گسترده در صنايع غذايي و نوشيدني، آبكاري، شيميايي و پتروشيمي، دارويي و آب آشاميدني، صنايع هسته اي، نرم كننده و آب صنعتي، نيمه هادي، انرژي و ساير صنايع استفاده مي شود.

اين اصل همچنين به طور گسترده در خانه ها (مواد شوينده، فيلتر آب) براي توليد آب نرم استفاده مي شود. اين كار با جايگزيني Ca2 Plus يا Mg2 Plus در آب با يون Na +  براي نرم شدن آب كار مي كند.

چند دانستني براي رزين هاي تبادل يوني

1- رزين تبادل يوني ظرفيت تبادل كامل. ظرفيت تبادل كامل يك شاخص مهم براي عملكرد رزين است، هر چه حجم تبادل بيشتر باشد، همان مقدار رزين مي تواند يون هاي بيشتري را جذب كند، مقدار سيستم آب دوره اي بيشتر است، مصرف اسيد و قليايي مربوطه كمتر است. Ladi، توانايي شناسايي تغييرات كامل نيز آسان است. رزين را انتخاب كنيد.

2- رزين تبادل يوني تبادل حجم كار مي كند. ظرفيت تبادل كار يك شاخص فني مهم ظرفيت تبادل رزين است كه به معناي ظرفيت تبادل كار پويا است. اندازه حجم مبادله به غلظت موثر يون، كنترل نقطه پاياني، ارتفاع لايه رزين، نرخ تبادل و غيره بستگي دارد. بنابراين شناسايي فرصت هاي تبادل شغل بسيار مهم است.

3- قدرت مكانيكي رزين تبادل يوني. با استفاده از فرآيند اصطكاك متقابل، رزين و همچنين لاستيك و سطح مقاوم در برابر انبساط و انقباض فشار در هر سيكل رزين، خرد شده، رزين هيدروژني براي تعيين استحكام مكانيكي تعيين مي‌شود.

بازدید :