روش تعویض یونی در تصفیه آب
واکنش تعویض یونی ، همان تبادل داخلی یون های موجود در یک سیستم است که شامل یون های موجود در فاز جامد مبادله کننده یون و یون های موجود در فاز محلول می باشد.
تعریف چند اصطلاح در پدیده تعویض یونی
- مبادله گر کاتیونی : به موادی که دارای کاتیون های قابل تعویض می باشند ، مبادله گر کاتیونی می گویند.
- مبادله گر آنیونی : به موادی که دارای آنیون های قابل تعویض می باشند ، مبادله گر آنیونی می گویند.
- آمفوتر : به موادی که قادر به مبادله هر دو نوع یون (آنیون و کاتیون) می باشند ، آمفوتر می گویند.
انواع رزین های تعویض یونی
1- رزین های کاتیونی
2- رزین های آنیونی
هر دو گروه شامل رزین های نوع قوی و ضعیف می باشند. در هنگام مبادله یونی ؛ کاتیون ها یا آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می گردند، به گونه ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می ماند.
نکته : بدون اینکه جامد در محلول حل شود ، یون های محلول و رزین با یکدیگر مبادله می شوند.
تفاوت و شباهت های رزین های آنیونی و کاتیونی
- رزین های آنیونی گران قیمت تر از نوع کاتیونی خود می باشند.
- در هر دو نوعِ رزین های کاتیونی و آنیونی ؛ رزین نوع قوی در یک محدوده گسترده و وسیع PH و رزین ضعیف در محدوده کوچک تری از PH ، تبادل یون را انجام می دهند.
دستگاه های تعویض یونی چیستند؟
به طور کلی دستگاه های تعویض یونی که در تصفیه آب به کار گرفته می شوند ، مشابه فیلتر شنی های تحت فشار هستند که در داخل آن ها به جای دانه های شن و ماسه ، ذرات رزین قرار دارد.
در زمان شستشوی رزین و یا در جریان تعویض یونی در هنگام عملیات تصفیه ، PH داخل دستگاه تغییر خواهد نمود.
در قسمت پایین دستگاه و در زیر رزین ها چندین لایه شن درشت و یا ذغال آنتراسیت قرار می دهند. این ذرات آنتراسیت برای دستگاه های تعویض یونی آنیونی مناسب تر می باشند چون اجازه نخواهند داد تا در هنگام کاهش PH سیلیس به آب اضافه گردد.
در دستگاه های کاتیونی ، درست است که به علت پایین بودن PH خطر آزاد شدن سیلیس وجود ندارد ولی توصیه می شود که باز هم از آنتراسیت استفاده گردد.
بیشتر بخوانید : سختی گیر آب
استفاده از نازل در دستگاه های تعویض یونی
لایه های زیرین محافظ رزین در دستگاه دارای معایبی می باشند که در ذیل به آن اشاره می نماییم:
- در هنگام شستشوی رزین آنیونی ، سود توسط این لایه ها جذب می شود و موجب می گردد تا آب بیشتری برای شستشو استفاده گردد.
- در اثر سرعت بالای شستشوی معکوس ، نظم و ترتیب ذرات لایه محافظ به هم می خورد و مجراهایی ایجاد می گردد که احتمال آن وجود دارد که در آن مناطق عمل احیا به خوبی صورت نگیرد لذا باعث اُفت کیفیت آب خروجی می گردد.
- در اثر بهم خوردن لایه های رزین ، رزین ها از تعویض کننده کاتیونی وارد آنیونی می شوند.
به دلایل فوق الذکر ، استفاده از نازل به جای لایه های شنی یا آنتراسیتی بسیار توصیه می گردد تا مشکلاتی که به آن اشاره شد ، دیگر ایجاد نگردد.
بیشتر بخوانید : انواع نازل تصفیه آب
مطالعه موارد مشابه : نازل فیلتر شنی
روش های مختلف احیای رزین
1- شستشوی معکوس
2- تزریق ماده شیمیایی احیا کننده
3- شستشوی آهسته
4- شستشوی سریع
کاربردهای رزین های تعویض یونی
در صنعت تصفیه آب ، رزین های تعویض یونی در موارد زیر کارایی مناسبی دارند :
- کاهش یون های سختی ساز نظیر کلسیم و منیزیم
- تهیه آب املاح زدایی شده یا همان آب دیونیزه
- دفع یون های آمونیوم از پساب فاضلاب شهری
- بازیابی فلزات سنگین از فاضلاب مانند Ni ، Cu، Zn ، Hg ، Se
- جداسازی یون های آمونیوم
- بازیابی ترکیبات آلی نظیر فنول
مزایای پروسه تبادل یونی
هر فرآیندی که با آن بتوانیم مواد موجود در فاضلاب ها و پساب های صنعتی را استخراج نموده و مجدداً مورد استفاده قرار دهیم ، یک روش بازیابی محسوب می گردد. روش تبادل یونی ، معمولاً برای جداسازی یون ها یا همان املاح زدایی به کار می رود و در عین حال برای بازیابی فلزات سنگین نیز کاربرد دارد.
از جمله فلزات سنگینی و مواد شیمیایی که به روش تعویض یونی بازیابی می شوند ، عبارتند از :
- نیکل
- مس
- روی
- جیوه
- نقره
- کروم
- آمونیوم مس
معایب و محدودیت
1- طول عمر مفید رزین در مواجه با آلودگی های زیاد ، کم است.
2- هزینه های احیا ، بالا می باشد.
3- اغلب رزین ها توسط مواد آلی آلوده می شوند و دیگر کارایی سابق را نخواهند داشت.
آرام صنعت (آرام نازل)
آرام نازل ، تولید کننده انواع نازل سختی گیر و نازل فیلتر شنی برای هر مدل دستگاه سختی گیر آب و فیلتر شنی برای شما عزیزان می باشد.
بالا بودن کیفیت محصولات ، از اولویت های اصلی این مجموعه است.
همکاران ما همواره آماده پاسخگویی به سوالات شما مشتریان گرامی در راستای یک خرید آسان می باشند.
