تبادل یونی در تصفیه آب

تبادل یونی در تصفیه آب

برای تصفیه آب آشامیدنی راهکار های متفاوتی ارائه می شود

ولی یکی از بهترین و کامل ترین روش های تصفیه آب آشامیدنی

استفاده از تبادل یونی و سیستم های رزینی می باشد و در این فرآیند،

یون‌های معینی در مواد تبادلی غیر محلول با یون‌های گوناگون موجود

در محلول جایگزین می‌شود. متداول‌ ترین کاربرد این فرایند در نرم‌سازی

آّب شهری بوده که در آن یون‌های سدیمی رزین تبادل کاتیونی جایگزین

کلسیم و منیزیم در آب تصفیه شده گردیده و سختی آب را کاهش می‌دهد.

فرآیند تبادل یونی

هم چنین از فرآیند تبادل یونی به غیر از تصفیه آب آشامیدنی

در صنایعی مانند صنایع غذایی و نوشیدنی، آب فلزکاری، شیمیایی

و پتروشیمیایی، دارویی، قند و شیرینی، هسته‌ای، نیمه رساناها،

تصفیه آب‌های زیرمینی، تصفیه فاضلاب (برای حذف نیتروژن، فلزات سنگین و کل جامدات محلول)

و گروه‌های دیگری از صنایع استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای رایج این رزین‌ها،

تولید آب بسیار خالص برای صنایع الکترونیکی و  هسته‌ای می‌باشد.

تمامی آب های طبیعی حاوی غلظت های مختلفی از نمک های محلول هستند،

که این نمک ها در آب تفکیک شده و یون های باردار را بوجود می آورند.

یون های دارای بار مثبت کاتیون و یون های دارای بار منفی آنیون نامیده می شوند.

رزین ها یا تبادل کننده های یونی مورد استفاده در تصفیه آب از ساختار اسکلتی

با موقعیتهای فراوان تبادل کاتیونی و آنیونی برخوردارند و با توجه به این که ساختار اسکلتی،

متخلخل و نفوذپذیر می باشد، بنابراین  به گونه ای تمامی اجزاء تبادل یونی در فرایند تصفیه آب شرکت خواهند کرد.

و اما عملیات حذف یون های ناخواسته در فرایند تصفیه آب با سیستم رزینی، اشباع رزین و احیای آن یک سیکل کامل فرایند شیمیایی است و شامل مراحل بهره برداری، شستشوی معکوس، احیاء و آبکشی می باشد.

رزین های سیستم های تصفیه آب به روش تبادل یونی رزینی به سه نوع کاتیونی ،

آنیونی و ترکیبی تقسیم می شود و تقسیم بندی انواع رزین ها و تفاوت رزین های کاتیونی و آنیونی به شرح زیر می باشد.

رزین های کاتیونی

رزین‌های کاتیونی، یون مثبت موجود در آب را حذف می‌کنند و خود به دو گروه رزین کاتیونی قوی و رزین کاتیونی ضعیف تقسیم بندی می شوند.

رزین های کاتیونی قوی SAC کل کاتیون های آب، شامل سختی موقت و سختی دائم را گرفته و سدیم یا هیدروژن آزاد می کنند.

رزین های کاتیونی ضعیف ، توانایی حذف سختی موقت را دارند. ظرفیت تبادل یونی رزین های ضعیف بیشتر از قوی بوده و این نوع رزین ها برای حذف مواد قلیایی درون آب،  کاربرد بیشتری خواهند داشت.

رزین های آنیونی

رزین‌های آنیونی، یون منفی موجود در آب را حذف می‌کنند، که به دو گروه زیر تقسیم می‌شوند:

رزین های آنیونی قوی کل آنیون های موجود در آب را حذف می کند و رزین های آنیونی در دو نوع هیدروکسید یا کلرید سایکل در بازار موجود می باشند، که با استفاده از نمک Nacl  یا قلیاهای مثل NaOH احیا می شوند.

و رزین های آنیونی ضعیف که با نام اختصاری رزین های WBA شناخته شده است و فقط قادر به حذف  -۳NO ، – SO₄² و -CL هستند. این نوع رزین ها، در PH بالای ۹ کار نمی کنند.

رزین میکس بد یا ترکیبی

این رزین‌ها یکی از بهترین انواع رزین بوده و هم زمان کاتیون و آنیون را با آب تبادل می‌کنند.

اگر نیاز باشد که تمام یون‌های آب حذف شوند، آن را از رزین‌ هایی که دارای +H هستند

عبور می‌دهند. در این صورت یون هیدروژن جایگزین تمام یون‌های مثبت آب می‌شود

و از طرفی آب را از رزینی که -OH دارد می‌گذرانند، که یون هیدروکسیل نیز جایگزین تمام آنیون‌های موجود در آب می‌شود. سپس یون‌ های +H و-OH با هم واکنش داده و آب بیشتری تولید می‌شود.

البته لازم به ذکر است، که استفاده از روش های تبادل یونی معایبی را هم خواهد داشت، ولی در مجموع مزایای آن از معایب بیشتر می باشد و تنها عیبی هایی که می توان برای آن نام برد، وجود احتمالی ۳Fe+ در برخی از آب ها بوده که باعث از بین رفتن رزین می شود و از دیگر معایب می توان هزینه ی رزین به کار برده شده و این که همیشه نیاز به احیای مداوم آب وجود دارد.

در جمع بندی باید گفت که تبادل یونی یکی از روش های خوب در صنعت تصفیه آب می باشد و در صورتی که نیاز به اطلاعات بیشتر در زمینه تصفیه آب دارید، می توانید با شرکت زلال آب ایرانیان تماس بگیرید.