رزین تبادلی یونی

تبادل یونی با استفاده از رزین در تصفیه آب ( Ion exchange in water treatment )

[کل: 4 میانگین: 5]
تبادل یونی

از عبارات تبادل یونی، دی یونیزاسیون یا یون زدایی ( deionization ) و نرم سازی آب ( demineralization ) اغلب برای اشاره به همان فرآیند در تصفیه آب استفاده می‌شوند. با این حال، یون زدایی و حذف سختی آب ممکن است با فن‌آوری‌های دیگری غیر از تبادل یونی انجام شوند (مراجعه به اسمز معکوس). تبادل یونی فرآیندی است که به طور گسترده در تاسیسات هسته‌ای، فرآیندهای صنعتی و عملیات‌های پزشکی و داروسازی برای کنترل خلوص و pH آب با حذف یون‌های ناخوشایند و جایگزینی آن‌ها استفاده می‌شود.

به طور خاص، این تبادل یون‌ها بین یک ماده جامد (به نام رزین) و یک محلول آبی، معمولا آب آشامیدنی است، اما اغلب شامل فرآیند یا حتی آب زباله (به عنوان مثال، صنعت پوشش دهی )است. بسته به هویت یون‌های که یک رزین به آب آزاد می‌کند، این فرآیند ممکن است منجر به تصفیه آب یا کنترل غلظت یک یون خاص در محلول شود. تبادل یونی، مبادله برگشت‌پذیر یون‌ها بین یک مایع و یک جامد است.

این فرآیند به طور کلی برای حذف یون‌های نامطلوب از مایع و جایگزینی یون‌های قابل‌قبول از جامد (رزین)استفاده می‌شود. دستگاه‌هایی که در آن تبادل یونی رخ می‌دهد معمولا سختی گیر نامیده می‌شوند. این نام از واژه نرم کردن آب و گرفتن سختی آن مشتق شده‌است، که به معنی فرآیندی است که در آن ناخالصی‌های موجود در سیال ورودی (آب)با تبادل یون‌های ناپاک با یون‌های H و OH، در شکل‌گیری آب خالص حذف می‌شوند. H + و OH – در در مخازن حاوی دانه‌های رزین و یا ستون‌های سختی گیر وجود دارند.

رزین‌های تبادل کاتیونی در مقابل رزین‌های تبادل آنیونی

دو نوع کلی رزین‌های تعویض یونی وجود دارد : آن‌هایی که یون‌های مثبت را تبادل می‌کنند, رزین‌های تعویض کاتیون و آن‌هایی که یون‌های منفی را تبادل می‌کنند, رزین‌های تعویض آنیونی نامیده می‌شوند. یک کاتیون یک یون با بار مثبت است . کاتیون‌های شناخته‌شده شامل کلسیم , منیزیم , منیزیم , منیزیم , آهن و غیره هستند . رزین کاتیونی یکی از یون‌های مثبت است.

یک آنیون یک یون با بار منفی است . آنیون‌های معمول شامل کلر , سولفات منیزیم و سولفات منیزیم هستند . رزین آنیونی یکی از یون‌های منفی است . از نظر شیمیایی , هر دو نوع مشابه هستند و به گروهی از ترکیبات موسوم به پلیمرها هستند که مولکول‌های بسیار بزرگی هستند که با ترکیب بسیاری از مولکول‌های یک یا دو ترکیب در یک ساختار تکراری تشکیل می‌شوند که زنجیره‌های بلند تولید می‌کند . یک سختی گیر معمولا ً یک مخزن با حجم چندین متر مکعب حاوی رزین است .

سختی گیر می‌تواند شامل مخلوطی از رزین‌های تعویض یونی و رزین‌های تعویض آنیونی باشد که بستر مخلوط نامیده می شود. سختی گیر دو بستر دارای دو مخزن هستند , اولی حاوی رزین کاتیون و دیگری حاوی رزین آنیونی. بطور فیزیکی, رزین‌های تبادی یونی به شکل دانه‌های بسیار ریز تشکیل می‌شوند که به آن‌ها دانه‌های رزینی گفته می‌شود و قطر متوسط آن حدود ۱۰ میلیمتر است. رزین مرطوب دارای ظاهر خیس، شفاف , ماسه کهربایی  بوده و نامحلول در آب , اسیدها و پایه ها است . این نسبت به طور معمول ترکیبی از ف قسمت رزین کاتیونی با  ۳ قسمت رزین آنیونی است.

تجهیزات تبادل یونی

رزین تبادل یونی در ظرفی با حجم چند متر مکعب قرار دارد . عناصر نگهدارنده در بالا و پایین شامل صفحات , سیلندرهای شیاردار و یا سایر وسایل مناسب با دهانه‌های کوچک‌تر از ذرات رزین برای جلوگیری از خروج رزین از مخزن هستند . هنگامی که بستر رزین مخلوطی یکنواخت از رزین‌های کاتیونی و آنیون در یک حجم است ( معمولا در نسبت ۲ رزین کاتیونی به ۳ قسمت رزین آنیونی) . این آرایش یک رزین با بس‌تر مختلط است که با آرایش رزین‌های کاتیونی و آنیونی در لایه‌های مجزا یا ظروف مجزا , مخالف است.

استفاده از حجم‌های مختلف دو نوع رزین‌ها به دلیل تفاوت در ظرفیت تبادل بین رزین‌ها کاتیونی و رزین‌های آنیونی است. ظرفیت تبادل، مقدار ناخالصی است که مقدار معینی از رزین قادر به حذف آن است و دارای واحد مول  بر میلی لیتر , معادل بر میلی لیتر یا مول بر میلی گرم می‌باشد. رزین آنیونی کم‌تر از رزین کاتیونی است, بنابراین ظرفیت تبادل کوچک‌تری دارد و حجم بیشتری برای رزین‌های آنیونی از رزین کاتیونی نیاز است تا قابلیت تبادل کل معادل را بدست آورد.

بازسازی

فرآیند ” فعال شدن مجدد” به نام بازسازی نامیده می‌شود و با استفاده از اسید قوی کاتیون ( به عنوان منبع یون‌های هیدرونیم ) و سود سوزآور ( هیدروکسید سدیم ) به عنوان منبع یون‌های هیدروکسیل برای آنیون انجام می‌شود.

رزین با استفاده از اسید هیدروکلریک‌ یا اسید سولفوریک و هیدروکسید سدیم ( کاستیک ) برای تولید دوباره کاتیون و آنیون احیا می‌شود.  کنترل باعث می شود که رزین بک واش شود و پس از آن، مقدار مشخصی از مواد شیمیایی بازسازی کننده، برای یک دوره زمانی مشخص و در یک دبی مشخص تنظیم و سپس یک شستشوی آهسته و سریع انجام شود . در مورد رزین بستر مختلط , یک بک واش کنترل‌ شده باعث می‌شود که رزین جدا شده و  وظیف دو منیفولد  است که اسید را به کاتیون و کاستیک به آنیون هدایت کند.

همچنین ببینید

تصفیه و ضد عفونی آب با ازن

تصفیه و ضدعفونی آب با ازن – Ozonation – Ozone Water Treatment

[کل: 6 میانگین: 3.8]ازنیزاسیون / ضدعفونی و تصفیه آب با ازن ازن یک فرم اکسیژن …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site is protected by wp-copyrightpro.com