رزین تعویض یونی

تصفیه آب با استفاده از رزین تعویض یونی روشی رایج جهت کاهش سختی آب است. رزین های تبادل یونی ذراتی کوچک و کروی هستند که جهت حذف کاتیون ها و آنیونهای نامطلوب از آب به کار می روند . رزین ها جهت تولید آب نرم با خلوص بالا استفاده می شوند که در ادامه به بررسی کامل آنها می پردازیم.

آنچه که در ادامه خواهید خواند :

رزین تعویض یونی پلیمرهایی با ساختار شبکه ای و متخلخل هستند که یک یون بعنوان جزئی از این ساختار بطور دائم در آن مستقر است. با توجه به اینکه رزین از نظر بار الکتریکی خنثی است از این رو به اندازه اکی والان های یون غیر متحرک باید یون متحرک در داخل شبکه رزین موجود باشد.
در هنگام تبادل یون، هر یون با یون با بار مشابه جایگزین خواهد شد. بعنوان مثال در سختی گیر ها، بنیان سولفات موجود در رزین های کاتیونی هر یون منیزیم یا کلسیم خود را با دو یون سدیم تعویض می نماید.
سختی، متداولترین پارامتری است که در آبها مورد توجه قرار می گیرد و شامل یونهای منیزیم و کلسیم محلول در آب است. در عمل حذف سختی توسط سختی گیر، یونهای سدیم موجود در شبکه رزین با یونهای منیزیم و کلسیم موجود در آب جایگزین می شوند.
هر چه مقدار یونها در آب خام ورودی پایین تر باشد طول دوره بهره برداری رزین بالاتر و تعداد دفعات احیا کمتر خواهد بود. به همین دلیل است که در خصوص آبهای شور یا آب دریا استفاده از سختی گیر امکان پذیر نیست و استفاده از
سیستمهای اسمز معکوس یا روشهای تقطیری و تبخیری پیشنهاد می شود.
باید توجه داشت که همه یونها نمی توانند توسط رزین جذب شوند و بعضی یونها باعث تخریب رزین می شوند.
در طبقه بندی کلی رزین ها اگر گروه یونی غیر متحرک مستقر در شبکه رزین یک آنیون ( بعنوان مثال سولفونیک) باشند بنیان رزین دارای بار منفی بوده و رزین در شبکه خود یک کاتیون متحرک خواهد داشت. به چنین رزینی رزین کاتیونی می گویند.
در خصوص رزین های آنیونی نیز بنیان رزین دارای بار مثبت بوده و در شبکه رزین آنیون متحرک وجود خواهد داشت. رزینهای مخلوط (mixed) نیز آمیزه ای از رزین های آنیونی و کاتیونی هستند.

بیشتر بخوانید:اسمز معکوس (RO )

رزین های تبادل یونی بطور کلی از سه بخش تشکیل شده اند که عبارتند از:

رزین ها بر اساس گروه عاملی متصل به پایه پلیمری رزین به ۴ دسته کلی تقسیم می شوند:

این رزین ها شامل یک گروه اسیدی قوی برای تبادل با یونهایی فلزی موجود در محلول هستند .متداولترین اسید مورد استفاده در این رزین ها اسید سولفونیک است که به هردو فرم اسیدی و نمک به شدت یونیزه می شود .

در این رزین ها گروه کربوکسیلیک اسید جایگزین سولفونیک اسید شده است.

همانند رزین های کاتیونی قوی ، این رزین ها نیز به شدت یونیزه می شوند . شامل گروه های آنیونی کواترنری (چهار تایی) مانند تری متیل آمونیوم یا هیدروکسیل می باشند.
بمنظور احیای این رزین ها از هیدروکسید سدیم استفاده می شود.

درجه یونیزاسیون این رزین ها توسط pH کنترل می شود بطوریکه در  pHهای بالاتر از ۷ سرعت تبادل شروع به کاهش یافتن می کند. این رزین ها اسید را جذب می کنند ولی در تجزیه نمک ها موثر نیستند .برای احیای این رزین ها از باز های ضعیف مانند هیدروکسیدآمونیوم، سدیم کربنات یا آمین ها استفاده می شود.

رزین ها به دلیل ظرفیت بالا کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف از جمله صنعت تصفیه آب دارند.رایج ترین کاربرد رزین ها در نرم سازی و تصفیه آب است .رزین های تعویض یونی قادر به تبادل یونهای موجود در محلول هایی هستند که با آنها در تماس می باشند .در عین حال رزین ها نامحلول بوده و در چنین محلول هایی حل نمی شوند.رزین ها به طور معمول از سدیم پوشانده شده اند و با عبور آب سخت از روی رزین ، یونهای کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت با یونهای سدیم جایگزین می شوند .برای احیای مجدد رزین ها با عبور آب نمک از روی بستر رزین ، یونهای سدیم وارد شبکه پلیمری رزین شده و رزین مجددا احیا می شود.

رزین ها ی کاتیونی: کاتیونهای فلزی ( , ,و …) موجود در محلول آبی با یون  تولید شده از گروه های اسیدی مانند اسید سولفونیک (SH )، گروه کربوکسیل (-COOH ) یا گروه فنل (OH ) روی رزین تبادل کاتیونی مبادله می شوند بطوریکه کاتیونهای موجود در محلول به رزین منتقل می شوند و یون  روی رزین وارد آب می شود.

رزین های آنیونی : آنیونهای موجود در محلول آبی ( Cl وHC) با یون  O تولید شده از گروه های پایه شامل گروه های آمینه کواترنری (یا گروه های آمین(-N) مبادله می شوند .در این رزین ها آنیونها ی موجود در آب به رزین منتقل می شود و یون هیدروکسید روی رزین به آب منتقل می شود.

احیای رزین ها به دو صورت هم سو و غیر هم سو انجام می شود .زمانی که محلول احیا کننده از بستر رزین بصورت هم جهت با جریان بهره برداری حرکت کند جریان همسو است.زمانیکه حرکت محلول احیا در خلاف جهت جریان بهره برداری باشد، جریان غیر همسو یا متقابل است.

جریان همسو (Co-Flow Regeneration) : این روش شامل ۵ مرحله کلی است و بسته به طراحی سیستم ممکن است بین یک تا دو ساعت طول بکشد.

جریان غیر همسو (Counter Flow Regeneration) : این روش شامل سه مرحله است.

جهت عملکرد مطلوب رزین باید به نکات زیر توجه کرد:

از مهم ترین کاربرد های رزین یون میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

متداول ترین رزین مورد استفاده در سختی گیر ها رزین پرولایت  C100 E می باشد.از جمله گرید های مختلف رزین پرولایت میتوان به پرولایت  C100E، C100S  ،C100C، C100DL اشاره کرد.رزین های پرولایت  C100 به دلیل طول عمر بالا و استحکام قابل قبولی که دارند در صنایع مختلف کاربرد های فراوانی دارند.

برای انتخاب رزین های تعویض یونی می توانید با کارشناسان شرکت صنعت تاسیسات میلاش تماس بگیرید.

محصولات مرتبط

STAM.IR	STAM.IR	STAM.IR
اسمز معکوس	مخزن FRP	سختی گیر رزینی