محدودیت TDS در رزین تبادل یونی

سیستم های تبادل یونی (IX) ابزاری اقتصادی برای تصفیه زباله‌ های مایع در طیف وسیعی از صنایع هستند. اگرچه می توان از رزین تبادل یونی IX می‌تواند در بسیاری از تاسیسات نرم‌کننده، تصفیه و جداسازی آب استفاده کرد اما عملکرد آن زمانی که مقدار جامدات محلول و یا اصطلاحا TDS آب بالا باشد، چندان تاثیرگذار نخواهد بود.

چه به دنبال استراتژی هایی برای استفاده حداکثری از سیستم تبادل رزینی خود باشید، یا فقط به این فکر کنید که آیا استفاده از این سیستم برای تاسیسات شما مناسب است، ممکن است این سوال برای شما پیش بیاید که محدودیت هایی که TDS در فرآیند تبادل یونی تا چه اندازه تاثیرگذار خواهد بود.

به همین جهت قصد داریم تا در این عنوان از مقالات آبین، رابطه بین TDS محلول و فرآیند رزین تبادل یونی را مورد بحث قرار دهیم.

TDS یا میزان جامدات محلول چیست؟

جامدات محلول کل یا به اصطلاح TDS، به اندازه گیری جمعی از تمام مولکول ها، یون ها و ذرات کلوئیدی موجود در یک جریان مایع گفته می شود. TDS می تواند شامل هر ترکیبی از مواد معدنی و آلی از جمله مواد معدنی، نمک ها، فلزات، کاتیون ها و آنیون ها باشد. غلظت TDS عموما بر حسب قسمت در میلیون (ppm) یا میلی گرم در لیتر (mg/L) بیان می شود.

رزین تبادل یونی چیست؟

رزین تبادل یونی یک ماده پلیمری تخصصی است که در یک واحد IX قرار دارد. این رزین با تسهیل واکنشی با ماهیت فیزیکی- شیمیایی معروف به «تبادل یونی» موجب می شود که یون ‌های محلول در جریان با یون ‌های  با بار الکتریکی مشابه جایگزین ‌شوند. به دلیل ماهیت این فرآیند، رزین IX برای کاهش کلی TDS در محدوده خاصی از آلاینده ها موثر می باشند. 

با گذشت زمان یون های آلاینده به فضاهای تبادل یونی موجود در سراسر ماتریس رزین متصل می شوند. به این ترتیب پس از مدتی بیشتر مکان‌ های تبادلی اشغال شده و رزین، ظرفیت کمتری برای مبادله یون‌ های آلاینده موجود در جریان دارد. در چنین شرایطی، تأسیسات باید یک چرخه احیای رزین را برای بازگرداندن آن به شرایط عملکرد مناسب بگذراند.

احیای رزین تبادل یونی شامل استفاده از احیا کننده های شیمیایی بر بستر رزین است که بسته به کاربرد، می تواند شامل نمک، اسید یا محلول سوزاننده و همچنین چرخه های شستشو و شستشوی معکوس باشد. به طور کلی به نفع یک تاسیسات است که اقداماتی را برای به حداقل رساندن فرکانس چرخه‌ های بازسازی انجام دهد. به این ترتیب، هزینه‌ های مرتبط به خرابی سیستم، مواد شیمیایی و تخریب رزین می‌تواند مزایای هزینه استفاده از IX به عنوان یک استراتژی تصفیه را به خطر بیندازد.

TDS چه تاثیری بر رزین تبادل یونی تأثیر می گذارد؟

رزین تبادل یونی IX برای تصفیه جریان هایی با سطوح TDS پایین تا متوسط بهترین مورد محسوب می شود. علت این موضوع آن است که بالا بودن میزان TDS به سرعت رزین IX را تخلیه می کند و در نتیجه به چرخه های احیای مکرر نیاز خواهید داشت. در نتیجه تاسیسات به دلیل مصرف بیشتر مواد شیمیایی احیا کننده، زمان توقف بیشتر جهت اجرای فرآیند احیا و جایگزینی/ دفع مکرر رزین IX به دلیل تخریب سریع، هزینه های بالاتری دربر خواهد داشت.

اغلب هیچ مشخصات ثابتی با توجه به مقدار TDS قابل قبول برای IX وجود ندارد. به طور خلاصه، هر چه TDS بالاتر باشد، تاثیرگذاری رزین نیز کاهش پیدا می کند.

در اکثر تأسیسات، هزینه نگهداری سیستم IX صرفا برای تصفیه جریان ‌هایی با مقدار TDS 500-1000 قسمت در میلیون (PPM) یا بیشتر از آن، مقرون ‌به ‌صرفه نیست. در چنین مواردی عموما با اجرای یک مرحله پیش تصفیه، شراید بهبود پیدا می کند. با این وجود برخی واریانس های رزین از جمله کاتیون کی لیت (chelating) و کاتیون اسید ضعیف (WAC) قادر به تحمل مقدار TDS تا 10000 ppm هستند.

آیا می توان از رزین برای تصفیه جریان با TDS بالا استفاده کرد؟

رزین های IX با مراقبت مناسب می توانند نتایج ثابتی را ارائه دهند و عمر مفید طولانی تری نیز داشته باشند. این ویژگی آن ها را به یک راه حل مقرون به صرفه برای چالش های مختلف تصفیه تبدیل می کند. متأسفانه هزینه های استفاده از رزین تبادل یونی در جریان های با TDS بالا بیش از حالت معمول است. 

افزودن پیش تصفیه می تواند TDS را تا اندازه قابل قبولی کاهش دهد و رزین را به یک راه حل مناسب تبدیل کند. فن آوری های تصفیه زیادی برای کاهش TDS پیش از رسیدن جریان به IX وجود دارد. برخی از نمونه های رایج عبارتند از:

•    سیستم تصفیه آب اسمز معکوس (RO)
•    میکروفیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون
•    انعقاد

از آن جایی که TDS در واقع ترکیبی از آلاینده ها است، انتخاب یک فناوری پیش تصفیه مناسب می تواند به این بستگی داشته باشد که چه ترکیباتی در جریان شما وجود داشته و یا دما، حجم، غلظت، pH و سایر عوامل جریان چه وضعیتی دارند.

خرید رزین تبادل یونی

در صورتی که قصد دارید از ویژگی های فوق العاده رزین تبادل یونی در تاسیسات خود بهره مند شوید می توانید با مراجعه به وب سایت آبین، پر فروش ترین و برترین نمونه های آن را سفارش دهید. چنانچه در این زمینه به راهنمایی نیاز دارید از طریق شماره 02122228116 با کارشناسان ما در تماس باشید.