نویسنده: راضیه کوه پیمانی

رزین بهترین سختی گیر آب

رزین بهترین سختی گیر آب

امروزه منابع آبی آب شور یا شیرین ما دارای مقدار قابل توجهی نمک و املاح می باشند که مهمترین آنها یون های کلسیم و منیزیم هستند. جهت از بین بردن این املاح از ترکیباتی به نام رزین (Resin) استفاده می شود. رزین ها توسط خاصیت تبادل یونی، یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب را با یون های سدیم خود جایگزین می کنند و موجب کاهش یا حذف سختی از آب می گردند. از رزین های تبادل یونی در صنعت تصفیه آب به منظور یون زدایی و کاهش سختی آب در دستگاه های سختی گیر استفاده می شود.


وبسایت تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع رزین های تصفیه آب مرغوب و قیمت مناسب در بازار ایران است که به مشتریان خود در مورد کیفیت محصولات اطمینان می دهد.


رزین (Resin)


رزین ها به طور کلی ترکیباتی بسیار چسبنده و آب گریز هستند که تحت شرایطی سخت می شوند. این مواد معمولاً در الکل قابل حل بوده، اما در آب انحلال پذیر نیستند. رزین ها بسته به ترکیب شیمیایی خود دارای انواع و کاربردهای مختلفی می باشند. رزین به طور کلی به شکل طبیعی و مصنوعی در دنیا وجود دارد و از هر دو نوع آن در صنایع متنوع استفاده می شود. رزین های مصنوعی نسبت به رزین های طبیعی دارای پایداری، یکنواختی و ناخالصی کمتری می باشد.

 
•    رزین طبیعی: بهترین رزین طبیعی شیره درخت کاج می باشد که در گذشته از آن به منظور مومیایی کردن اجساد، تولید عطر، جواهرات، لاک، جلا دادن، عایق بندی قایق ها، ساخت ظروف غذایی و ... کاربرد داشت.


•    رزین مصنوعی: رزین های مصنوعی توسط واکنش های شیمیایی در آزمایشگاه تولید می شوند. این رزین ها موادی با مولکول های بزرگ دو سر قطبی با بارهای مخالف هستند که در ساخت پلاستیک، چسب ها و ... کاربرد دارند. یکی از مهمترین کاربرد رزین های مصنوعی استفاده در صنعت تصفیه آب و فاضلاب می باشد.


کاربرد فیلترهای رزینی 


استفاده از رزین ها در نرم کردن آب در مصارف صنعتی، بازیافت پساب و فاضلاب، فرایندهای تصفیه با بازیابی بالا و ضایعات کمتر مزیت های زیادی دارد. علاوه بر این فیلترهای رزینی دارای کاربردهای صنعتی زیر  نیز می باشد:


•    در صنعت چرم سازی
•    صنعت داروسازی
•    آزمایشگاه ها
•    صنایع غذایی و لبنیات
•    صنعت رنگ سازی
•    صنعت نساجی
•    آکواریم ها
•    صنعت نفت، گاز و پتروشیمی


انواع رزین های تبادل یونی (Ion exchange Resins)


از رزین های تعویض یونی به منظور فیلتراسیون 99% ای آلاینده های آب استفاده می شود. رزین ها (فیلترهای رزینی) مورد استفاده در تصفیه آب بر اساس مکانیزم و نوع مواد تشکیل دهنده خود به سه نوع رزین های کاتیونی، آنیونی و رزین ترکیبی یا میکس بد طبقه بندی می کنند که در زیر به بررسی آنها می پردازیم: 


1-    رزینی های کاتیونی (Cation resin)

رزین های کاتیونی دارای دو نوع رزین کاتیونی قوی و ضعیف می باشند و از آنها جهت حذف یون های آهن، کلسیم، منیزیم و هیدروژن از آب استفاده می شود:


•    رزین کاتیونی اسیدی قوی (SAC): در ترکیب شیمیایی رزین های کاتیونی اسیدی قوی گروه عاملی سولفونیک (R-SO3H) وجود دارد. این نوع رزین های کاتیونی قادر به حذف تمام کاتیون ها از جمله یون های فلزی مضر از آب می باشند. 

•    رزین کاتیونی اسیدی ضعیف (WAC): این رزین ها معمولاً یک گروه فعال اسیدی ضعیف به نام گروه کربوکسیلیک (R-COOH) دارند. 

2-    رزین های آنیونی (Anion resin)

 

رزین های آنیونی می توانند گوگرد و کلر را از آب جداسازی کند و دارای دو نوع زیر هستند:

•    رزین آنیونی بازی قوی (SBA): رزین های آنیونی به جای گروه عاملی اسیدی دارای گروه بازی می باشند. گروه عاملی این رزین های آنیونی، آمونیوم (R-R3N+OH) می باشد.

•    رزین آنیونی بازی ضعیف (WBA): این رزین ها دارای گروه عاملی آمینی (R-NH3OH) و خاصیت بازی می باشند. میزان یونیزاسیون این رزین به سطح PH آن بستگی دارد و قادر به حذف سیلیکا و CO2 نمی باشند.


3-    رزین های میکس بد (Mix bed) یا بستر مخلوط

رزین میکس بد از مخلوط رزین های کاتیونی و رزین های آنیونی به نسبت 40 به 60 تشکیل شده است. از این رزین ها هنگامی که هدف حذف تمام یون های کاتیونی و آنیونی موجود در آب باشد، استفاده می گردد. 


 مهمترین کاربرد این رزین های میکس بد به منظور تولید آب فوق خالص در دستگاه های دیونایزر می باشد. استفاده از فیلترهای ساخته شده از رزین میکس بد موجب حذف ذرات مفید و ضروری بدن می شود، بنابراین از این رزین ها به هیچ وجه نباید در صنایع مواد غذایی استفاده شوند.

رزین های تبادل یونی

ویژگی های رزین SAC


رزین های کاتیونی اسیدی قوی دارای ویژگی های زیر می باشند:


•    خنثی نمودن بازهای قوی و تبدیل آن به نمک های معادل
•    دارای گروه عاملی فعال (اسید سولفونیک) در نمک زدایی آب خام
•    حذف تمام کاتیون های آب خام
•    دارای عملکرد مطلوب در تمام PH ها
•    سختی زدایی آب توسط سیکل سدیمی (سدیم به عنوان یون متحرک)
•    کاتیون زدایی از آب توسط سیکل هیدروژنی 


ویژگی های رزین WAC


رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف دارای مشخصات زیر می باشند:


•    کاتیون هایی که با قلیائیت جمع شده اند را توسط سیکل هیدروژنی حذف می کنند.
•    به دلیل عدم حذف تمام کاتیون ها برای سختی گیری و قلیایی زدایی همراه با رزین های SAC به کار می روند.
•    دارای بازده احیای بالاتر نسبت به رزین های SAC و بنابراین نیاز کمتر به اسید جهت عملیات احیا


ویژگی های رزین SBA


رزین های آنیونی بازی قوی دارای ویژگی های زیر می باشند:


•    خنثی نمودن اسیدهای قوی و تبدیل آنها به نمک معادل
•    دارای گروه عاملی آمونیوم چهار ظرفیتی (نوع 1 و 2)
•    نوع دو نسبت به نوع 1 بازه احیای بالاتری دارد.
•    نوع یک این رزین دارای پایداری بیشتری و قدرت حذف اکثر اسیدهای ضعیف می باشد. 


ویژگی های رزین WBA


رزین های آنیونی بازی قوی دارای ویژگی های زیر می باشند:


•    دارای گروه عاملی فعال آمینی
•    کاربرد آنها در تصفیه آب مشابه WAC است و توسط سود یا آمونیاک احیا می شوند. 
•    رزین های WBA در مقایسه با SBA در برابر آلاینده های آب مقاوم تر هستند.
•    برای حفاظت از رزین های SBA از  رزین WBA در بالا دست آن استفاده می شود.


تبادل یونی و تصفیه آب


پدیده مبادله یونی یک تعادل شیمیایی است و از اصول حاکم بر تعادل ها طبعیت می کند. این فرایند در واقع یک پدیده جذب سطحی است و اصطلاحاً به فرایندی گفته می شود که یون های معینی از مواد جامد و غیر محلول با یون های موجود در محلول جایگزین گردند. در صنعت تصفیه آب از روش تعویض یونی و یک ماده تبادلگر یون (رزین متخلخل یا بعضی از نانومواد) جهت جایگزین نمودن یون غیر مطلوب آب با یون های دلخواه استفاده می شود.


همانطور که گفته شد، رزین های تبادل یونی را می توان به سه دسته کلی رزین های کاتیونی، آنیونی و بستر مخلوط (میکس بد) طبقه بندی کرد. از این رزین ها به طور گسترده در فرایندهای نرم کردن، سختی گیری و خالص سازی آب جهت تولید آب دیونایز (یون زدایی شده) در صنعت استفاده می شود. متداول ترین کاربرد روش تبادل یونی استفاده از رزین های کاتیونی در نرم سازی آب شهری است. در این فرایند یون های مضر و ناخواسته آب خام از طریق انتقال به رزین تبادل یونی حذف شده و به میزان معادل آن ذرات ذخیره شده غیر مضر از ساختار رزین جدا می شوند. این فرایند در رزین های کاتیونی توسط جایگزین شدن یون های کلسیم و منیزیم با یون سدیم یا پتاسیم رزین صورت می گیرد.


یکی از کاربردهای دیگر روش تبادل یونی استفاده از رزین ها (به ویژه بستر مخلوط) به منظور تصفیه و حذف آنیون و کاتیون های نامطلوب پساب می باشد. در این حالت کاتیون های موجود در پساب توسط یون هیدروژن یا سدیم و آنیون ها با یون های هیدروکسیل مبادله می شوند.


در رزین تعویض یونی کاتیونی، سدیم (و یا پتاسیم) دانه های رزین پس از مدتی خاصیت تبادل یونی خود را از دست داده و نیاز به احیا پیدا می کنند. به منظور احیای این رزین در سیستم عمدتاً از محلول آب و نمک غلیظ استفاده می گردد. این فرایند موجب جایگزینی مجدد یون های سدیم در رزین و احیای خاصیت تبادل یونی آن خواهد شد. 


رزین های کاتیونی ضعیف نسبت به رزین های قوی بازدهی بالاتری دارند، بنابراین موجب تولید پساب کمتر در عملیات احیا می شوند. رزین های آنیونی ضعیف نیز نسبت به رزین های آنیونی قوی مقاوم تر هستند و در سیستم های تصفیه آب معمولاً از رزین های آنیونی قوی پس از رزین های آنیونی ضعیف استفاده می گردد.


مکانیزم فیلترهای رزینی تصفیه آب


فیلترهای رزینی با استفاده از روش تبادل یونی آب را تصفیه می کنند. رزین ها معمولاً از مواد پلیمری تشکیل شده اند که در آب حل نمی شود. دانه های رزین ذراتی به قطره 0.5 تا یک میلیمتری و به رنگ زرد یا سفید هستند. به فیلتر رزینی دستگاه تصفیه آب، فیلتر سختی گیر نیز گفته می شود زیرا قادر است که سختی آب را تا حد قابل توجهی کاهش دهد. 


در فرایند سختی گیری آب، جهت حذف یون هایی نظیر کلسیم و منیزیم، آب سخت از درون مخزن (فیلتر) استوانه ای و عمودی حاوی رزین های تبادل یونی کاتیونی عبور کرده و فرایند تبادل یونی بین فاز جامد ذرات رزین و فاز مایع آب صورت می گیرد. در فیلترهای رزینی کاتیونی یون متحرک رزین دارای بار مثبت می باشد. در فرایند تعویض یونی توسط این رزین های کاتیونی، سختی آب از جمله یون های منیزیم و کلسیم با کاتیون سدیم جایگزین می شوند. به ترتیب با عبور آب از این فیلتر، کاتیون های منیزیم و کلسیم جذب شده و به جای آن یون سدیم در آب آزاد می گردد. بنابراین استفاده از روش تبادل یونی در تصفیه آب موجب کاهش سختی آب خواهد شد. 


باید توجه نمود که فرایند تعویض یونی توسط رزین نمی تواند به طور دائم صورت بگیرد و با گذشت زمان ظرفیت و فضای رزین برای جذب یون های کلسیم و منیزیم کاهش یافته و کارایی خود را از دست بدهد. در حالت ضروری است که فیلتر رزینی را توسط محلول کلرید سدیم یا نمک متبلور احیا کرده یا در صورت نیاز تعویض نمود.


رزین های تصفیه آب و به منظور کاهش سختی آب استفاده می شوند، دارای انواع و برندهای مختلفی می باشند که معتبرترین و با کیفیت ترین آنها رزین های پرولایت می باشد. این رزین ها تحت لیسانس شرکت پرولایت (PUROLITE) انگلستان و از مواد اولیه بسیار مرغوب و با کیفیت تولید می شوند.


فروشگاه معتبر تصفیه آب آبین عرضه کننده انواع رزین های کاتیونی، آنیونی و میکس بد اورجینال پرولایت می باشد و مشتریان خود را در انتخاب محصول مناسب از مشاوره رایگان بهره مند می سازد. 

نظرات کاربران

نظرات خود را ارسال نمایید

لطفا اطلاعات زیر را تکمیل و سپس ارسال نمایید