رزین سختی گیر



رزین سختی گیر:

در سال 1870 با انجام آزمایش های گوناگونی ثابت شد که برخی از کانی های طبیعی مخصوصا زئولیت ها دارای توانایی انجام تبادل یون می باشند. در واقع به رزین های معدنی، زئولیت می گویند و این مواد یون های سختی آور آب ( کلسیم و منیزیم) را از بین برده و به جای آن یون سدیم آزاد می کردند از این رو به زئولیت های سدیمی معروف شدند. کارگیری از زئولیت های سدیمی در تصفیه آب مزایای زیاد داشت چرا که از سویی نیازی به حضور مواد شیمیایی نبود و از طرف دیگر اثرات جانبی نیز نداشتند.

 

موارد استفاده و کاربرد

رزین آنیونی و کاتیونی

رزین های موازنه کننده یون، ذرات جامدی می باشند که قادر هستند یون های نامطلوب در محلول را با همان میزان اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه تعویض کنند. رزین های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی است به صورتی که از نظر الکتریکی خنثی می باشند. موازنه کننده ها با محلول های الکترولیت این تفاوت را دارند که فقط یکی از دو یون، متحرک و قابل جایگزینی می باشد به عنوان مثال، یک جایگزین کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی می باشد که شامل رادیکال های آنیونی –SO23 است که کاتیون متحرکی مانند +H یا +Na به آن هستند این کاتیون های متحرک قادر هستند در یک واکنش جایگزین یونی شرکت نمایند به همین صورت یک جایگزین کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی می باشد که آنیون های متحرکی مثل –Cl یا –OH به آن وصل می باشد. در اثر جایگزین یون، کاتیون ها یا آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین جابجا می شوند، به طوری که هم محلول و هم رزین ها از نظر الکتریکی خنثی باقی می ماند. در اینجا با تعادل جامد مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل گردد.

 

رزین کاتیونی

برای اینکه یک جایگزین کننده یونی جامد مفید باشد باید دارای شرایط زیر باشد:

• خود دارای یون باشد.

• در آب غیر محلول باشد.

• فضای کافی در شبکه تعویض یونی داشته باشد، به صورتی که یون ها بتوانند به آسانی در شبکه جامد رزین های وارد و یا از آن خارج گردند.

رزین های کاتیونی در اثر واکنش فنل و یا مشتقات آن با فرمالدئید و بعد سولفونه کردن آنها به کمک اسید سولفوریک به حالت توده ای تهیه پلی مریزاسیون استایرن میزانی دی وینیل بنزن اضافه گردد پلی مری با ساختار شبکه ای ساخت می گردد که در اثر سولفونه کردن آن، رزین کاتیونی قوی تهیه می شود. هر وقت به جای گروه سولفونیک اسید گروه کربوکسیلیک اسید جانشین گردد، رزین کاتیونی ضعیف، ساخته می شود اما روش ساده تر جهت تهیه این رزین ها ترکیب متاکریلیک اسید با دی وینیل بنزن می باشد.

پر مصرف ترین رزین کاتیونی در صنعت آب و فاضلاب رزین کاتیونی سدیم است که در واحد سختی گیری برای حذف سختی آب کارگیری می شود.

با رزین های کاتیونی چه نوع هیدروژنی و چه نوع سدیمی می توان آهن و منگنز را مثل بقیه کاتیون ها از بین برد ولی به دلیل امکان آلوده شدن رزین ها معمولا مشکلاتی داشته و باید نکاتی را رعایت نمود. اولا باید دقت کرد که قبل از بین بردن یون آهن به وسیله ی رزین هیچ هوایی با آب در تماس قرار نگیرد زیرا در اثر مجاورت با هوا، آهن و منگنز محلول در آّب اکسیده شده غیر محلول در می آیند و در نتیجه روی ذرات رزین ته نشین شده و موجب آلوده شدن رزین می شود.

 

رزین کاتیونی

با کارگیری از رزین های تبادل یونی می توان لیزین را که جز اسید آمینه ضروری مورد نیاز رژیم غذایی خوک ها، ماهیان و سایر گونه های حیوانی است، را تخلیص نمود. علت اهمیت تخلیص این اسید آمینه، نزدیکتر شدن رژیم غذایی حیوانات به نیازمندی های آنها در استفاده مواد خام و . می باشد با توجه به اینکه میزان لیزین در دانه ها، مخصوصا غلات ناچیز است.

 

• از بین بردن سیلیکا از آب های صنعتی با کارگیری از رزین های آنیونی قوی

• از بین بردن آمونیاک از هوا توسط زئولیت های طبیعی اصلاح شده (کلینوتپلولیت)

آب های مورد استفاده در صنایع و شرب در کشور ایران دارای املاح زیادی هستند.

املاح کلسیم و منیزیم از جمله عمده ناخالصی های آب های کشور ایران به حساب می آیند. میزان بیش از حد این املاح در کلیه مصارف صنعتی و بهداشتی و خوراکی آب مناسب نمی باشند. سختی آب، عامل به وجود آورنده رسوب در دیگ های بخار، چیلر ها، برج های خنک کننده و دستگاه های سرد کننده و . می باشند. در صنایع نساجی و رنگ رزی کیفیت موجب افت رنگ می گردد. سختی بیش از حد آب سبب سو هاضمه و بروز بیمار های کلیوی در انسان می گردد.

رایج ترین روش برای از بین بردن سختی آب و سختی گیری کارگیری از سیستم

سختی گیر رزینی می باشد. مواد شیمیایی مورد استفاده در دستگاه سختی گیر معمولا سیلیس و رزین کاتیونی و یا رزین آنیونی هستند. در عملیات سختی گیری به منظور از بین بردن کلسیم و منیزیم آب سخت از میان بستر رزین های تبادل یونی که در درون یک مخزن استوانه ای و عمودی قرار دارند، گذر می نماید. رزین تبادل یونی، سدیم موجود خود را با کلسیم و منیزیم موجود در آب تعویض می نماید به طوری که آب گذرانده از بستر رزین، بدون سختی و تنها دارای نمک های سدیم می باشد و در این شرایط کلسیم و منیزیم در داخل رزین جای گرفته اند. رزین سختی گیر دارای ظرفیت نامحدود نمی باشد و قبل از آنکه ظرفیت رزین سختی گیر اشباع شود، می بایست فرآیند تزریق رزین با محلول کلرید سدیم یا همان نمک متبلور انجام گردد.

اگر رزین کاتیونی با محلول کلرور سدیم یا نمک شستشو داده شود، خاصیت سختی گیری خود را دوباره به دست آورده و احیا می گردند. معمولا برای تزریق رزین از آب و نمک با غلظت 10% باید مصرف شود. غلظت های کمتر و یا بیشتر از 10% نمک اثر کمتری دارند و خلوص نمک عامل خیلی مهمی در تزریق مناسب رزین کاتیونی سختی گیر است کاربرد از نمک متبلور شده با خلوص 99 درصد که اگر از سنگ نمک و نمک معمولی استفاده شود به علت ناخالصی در نمک عمر رزین بسیار پایین آمده و رزین به صورت کامل احیا نمی شود.

 

رزین کاتیونی

کارگیری از آّب چاه یا آب ورودی به کارخانه و یا شیر آب جهت تهیه آب و نمک اشتباه دیگر اکثر کارخانجات و کارگاه ها است که باعث می شود ناخالصی آب مورد مصرف برای تولید آب و نمک تزریق رزین دوباره به رزین انتقال می یابد و احیای مناسب صورت نگیرد و عمر مفید رزین که بیش 5 سال می باشد کم گردد توصیه می شود برای بار اول تزریق از آب مقطر استفاده شود و برای دفعات بعد از آب سبک شده به وسیله دستگاه سختی گیر که در ظروف نگهداری برای احیا از آب مقطر مصرف گردد.

کارگیری از آب های گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آب هایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فات سنگین هستند،

رزین سختی گیر را زود فرسوده و آب دهی دستگاه سختی گیر را کم می نماید. توصیه می شود قبل از دستگاه سختی گیر با رزین آنیونی و کاتیونی، مواد معلق آب ، توسط یک فیلتر مناسب تا حدودی جدا گردند.


رزین های تبادل یونی (

رزین سختی گیر) و عملیات های تصفیه آب:

چهار نوع اصلی رزین وجود دارد که در صنایع مورد مصرف قرار می گیرد

انواع رزین سختی گیر: کاتیون اسید قوی ، کاتیون اسید ضعیف ، آنیون پایه قوی و

آنیون پایه ضعیف

استفاده از رزین سختی گیر در دستگاه تصویه آب به سیستم اجازه می دهد تا با راندمان اوج و حداکثر هزینه کار کند.

یکی دیگر از ساختار مهم مهره رزین برای آب است

رزین های تصفیه ساختار رزین آکریلیک است. ویژگی های عملیاتی برای

رزین های آکریلیک با استایرن - دیوینین بنزن معادل متفاوت هستند

 

رزین سختی گیر کاتیون اسید قوی

رزین های کاتیونی قوی اسید (SAC) رایج هستند

از آنها در نرم شدن و ضدعفونی کردن استفاده می کنند.

 

در فرآیند نرم کننده ، از رزین به شکل سدیم استفاده می شود

(با نمک احیا می شود) و در رسوب زدایی از رزین استفاده می شود.

رزین SAC معمولی 8 درصد از همبستگی دارد.

با این حال ، رزین های SAC در هر دو سطح بالاتر و پایین تر در دسترس می باشد

کلر و همچنین اکسیژن در دماهای بالا به رزین حمله می کنند

تلاقی رزین. داشتن سطح اولیه بالاتر از اتصال متقاطع اغلب

ماندگاری مفیدتری برای رزین فراهم می کند.

 

 

رزین سختی گیر  کاتیون اسید ضعیف

رزین های کاتیون ضعیف اسید (WAC) قابل استفاده هستند

سیستم های رسوب زدایی و دالیالیزاسیون. آنها بسیار کارآمد هستند

با شیمی مناسب و تاثیرگذار با آب مطابقت دارد.

برای بهبود عملکرد سیستم و کاهش هزینه های عملیاتی.

رزین های SAC تمام کاتیون ها را که محکم تر نگه داشته و از بین می برند

رزین های WAC فقط کاتیون ها را حذف می کنند

برنامه های کاربردی آنها برای از بین بردن یونهای دو ظرفیتی مانند کلسیم مرتبط است

هنگامی که آب نسبت به قلیایی سختی دارد: 1 یا بالاتر ، آنها با ظرفیتهای بسیار کارآمد هستند

رزین سختی گیر آنیون پایه قوی

رزین های آنیون پایه قوی (SBA) در تبادل یونی استفاده می شوند

برنامه های کاربردی برای غیره سازی و دام آلی.

دو نوع SBA وجود دارد

رزین های SBA نوع I در جایی به کار گرفته می شود که سطح نشت سیلیس کم باشد

معیارهای مهم عملیاتی یا در آب و هوای گرم که آب منبع آن می باشد

دما امکان دارد برای بخش قابل توجهی از سال بسیار گرم باشد. رزین ها در این شرایط هم فعالیت می کنند

رزین های SBA نوع II دارای یک سایت تبادل شیمیایی می باشند.

ضعیف تر از رزین نوع I بنابراین ، آنها باید در پایین تر احیا شوند

درجه حرارت (95 درجه فارنهایت) و به طور معمول در آب و هوایی که گرم است به کار گرفته نمی شود

رزین های II SBA از مزیت ظرفیت تبادل اولیه بالاتر برخوردار هستند.

 

رزین سختی گیر آنیون پایه ضعیف

رزین های آنیون پایه ضعیف (WBA) در واقع جذب کننده اسید می باشند.

به اندازه رزین های تبادل یونی. آنها فقط آنیون های قوی را حذف می کنند

اسیدهای معدنی (سولفات ، کلرید و نیترات).

برای عبور به یون های کربنات / بی کربنات و سیلیس اجازه می دهند. بنابراین ، آنها نمی توانند

مورد استفاده قرار گیرند

مزیت استفاده رزین WBA کارایی آن است. با استفاده از تنها حدود 120 مورد کاملاً بازسازی می شود

رزین های WBA مانند همتایان WAC خود می توانند باشند

با استفاده از سوزاننده خرج شده از بستر رزین SBA به توسط استفاده از آنها ، بازسازی می شود

بسیار کارآمد است مخصوصا زمانی که از آب با آنیون درصد بالایی استفاده می شود

بارگیری از سولفات ، کلرید یا نیترات

رزین های WBA می توانند از نظر ویژگی های عملیاتی متفاوت باشند.

از رزین های WBA همچنین می توان برای حذف مواد آلی از آب استفاده نمود.

WBA در طول فرآیند بازسازی بهتر رزین می کند.


رزین سختی گیر (تبادل یونی) چیست:

عملیات تصفیه آب معمولاً برای نرم کردن آب یا ضدعفونی کردن آب به کار گرفته می شود ، اما از آن برای حذف سایر مواد موجود در آب در عملیات های مانند دیونیزاسیون و ضد عفونی نیز استفاده می شود.

تبادل یونی یک فرایند شیمیایی خاص را توصیف می کند که در آن یون های محلول ناخواسته با بار مشابهی برای یون های دیگر جایگزین می شوند.

یون ها اتم ها یا مولکول هایی هستند که تعداد کل الکترون ها با تعداد کل پروتونها برابر نمی باشند.

 

حذف و از بین بردن آلاینده های یونی

این جاذبه برای حذف آلودگی های یونی محلول از آب استفاده می شود.

عملیات تبادل بین یک جامد (رزین یا زئولیت) و یک مایع (آب) اتفاق می افتد. در این فرآیند ، ترکیبات کمتر مورد نظر برای آنهایی که مطلوب تر به نظر می رسند تعویض می شوند. این یون های مطلوب روی ماده رزین بار گذاری می شوند.

در تبادل کاتیون ها در طول تصفیه آب ، یون های با بار مثبت که با رزین تبادل یونی در تماس می باشند با یونهای با بار مثبت که در سطح رزین وجود دارد ، معمولاً سدیم جابجا می شوند.

در عملیات تبادل آنیون ، یون های با بار منفی با یون های با بار منفی بر روی سطح رزین ، معمولاً کلرید جابجا می شوند. آلاینده های مختلف - از جمله نیترات ، فلوراید ، سولفات و آرسنیک - همه با تبادل آنیون از بین می روند.

این رزین ها می توانند به تنهایی یا به طور هماهنگ برای از بین بردن آلاینده های یونی از آب استفاده شوند.

اگر ماده ای یونی مانند بنزن نباشد ، از طریق تبادل یونی قابل حذف نمی باشد.

 

 رزین تبادل یونی در تصفیه آب آشامیدنی

اخیراً از رزین های تبادل یونی برای ایجاد آب آشامیدنی استفاده شده است.

رزین های تخصصی برای درمان آلاینده های مختلف نگرانی از جمله پرکلرات و اورانیوم طراحی شده اند.

رزین های بسیاری برای این منظور طراحی شده اند ، مانند رزین آنیونی قوی / قوی ، که برای از بین بردن نیترات ها و پرکلرات استفاده می گردد. همچنین مهره های رزینی وجود دارد که می توان از آنها برای نرم شدن آب استفاده نمود.

 

شارژ مجدد

رزین سختی گیر

مواد رزین از ظرفیت تبادل متناهی برخوردار می باشند. هر یک از سایت های مبادله جداگانه با استفاده طولانی مدت پر می شوند.

اگر دیگر قادر به تبادل یون ها نباشیم ، رزین ها باید دوباره شارژ یا بازسازی گردند تا آن ها را به حالت اولیه خود بازگرداند. مواد مورد مصرف برای این عمل می تواند شامل کلرید سدیم و همچنین اسید هیدروکلریک ، اسید سولفوریک یا هیدروکسید سدیم باشد.

باززایی صرف شده ماده اصلی باقی مانده از عملیات است. این نه تنها همه یون های برداشته شده بلکه یون های احیا کننده اضافی را نیز در بر می گیرد و همچنین سطح بسیاری از مواد جامد محلول را نیز دارا می باشد.

این می تواند در یک پساب فاضلاب شهری درمان گردد ، اما تخلیه ممکن است نیاز به نظارت داشته باشد.

اثرات تبادل یونی برای تصفیه آب می تواند با انباشته شدن مواد معدنی ، گرفتگی سطح و سایر مواردی که در رسوب گذاری رزین نقش دارند محدود شود.

عملیات های پیش درمانی مانند تصفیه یا اضافه کردن مواد شیمیایی می تواند به پایین آوردن یا جلوگیری از این مشکلات کمک نماید.


آخرین ارسال ها

آخرین جستجو ها