خواص فیزیکی رزین سختی گیر

رزین تبادل یونی چیست؟

رزین های تبادل یونی عملکرد نرم و غیر معدنی آب را دارند. این یک ماده نامحلول در آب است که خود با یون های متحرک ادغام می شود و آماده تبادل موقعیت با یون های دیگر در هنگام مواجهه با یک محیط مایع خاص، محیط آبی است. این فرآیند تبادل یونی واکنش تبادل یونی یا واکنش تبادل مکان نامیده می شود.

دانه های پلاستیکی که قادر به جذب یون های مثبت هستند کاتیون نامیده می شوند.

دانه های پلاستیکی که قادر به جذب یون های منفی هستند، آنیون نامیده می شوند.

دانه های پلاستیکی که قادر به جذب یون های مثبت و منفی هستند، میکس بد نامیده می شوند.

انواع رایج رزین سختی گیر عبارتند از

کاتیون های اسیدی قوی

کاتیونهای اسیدی ضعیف

آنیون پایه قوی

آنیون پایه ضعیف

میکس بد

دانه های رزین سختی گیر معمولاً زرد، سیاه، قهوه ای، سفید، خاکستری خواهند بود. پس از مدتی استفاده، رنگ مهره های پلاستیکی تیره تر از رنگ اصلی خواهد بود. دما تا حد زیادی بر راندمان کاری رزین های تبادل یونی تأثیر می گذارد. دانه های پلاستیکی در محدوده 20 تا 50 درجه سانتی گراد به خوبی کار می کنند، زمانی که دما از حد مجاز فراتر رود، رزین اثر خود را از دست می دهد. در حین کار، ذرات پلاستیک روی یکدیگر ساییده می شوند و به راحتی می شکنند، که به شدت بر راندمان کار تأثیر می گذارد. بنابراین در انتخاب محصول مناسب به شاخص مقاومت در برابر سایش توجه زیادی می شود.

دانه های رزین تبادل یونی دارای اثر نرم شدن آب، دمینرالیزاسیون از طریق واکنش های شیمیایی تبادل یونی و فیلتر نکردن آب هستند. اگر مقدار زیادی مواد محلول در آب وجود داشته باشد یا غلظت کلر و ازن در آب زیاد باشد، بر بهره وری کاری و عمر مهره های پلاستیکی تاثیر زیادی خواهد داشت. دانه های رزین سختی گیر را می توان بازسازی کرد و بارها بازسازی کرد تا به کاربران در صرفه جویی در هزینه ها کمک کند.

خواص فیزیکی رزین های سختی گیر

رنگ: معمولا پس از مدتی استفاده محو می شود. رزین های تبادل یونی معمولا چندین رنگ مانند زرد، قهوه ای، مشکی و ... دارند.

مورفولوژی: کوچک، معمولا کروی، شکل گرد، حدود 0.04 - 1 میلی متر در اندازه.

اندازه: بستگی به برنامه و طراحی سیستم دارد. آنها می توانند اندازه ذرات یکنواخت یا توزیع اندازه گاوسی داشته باشند.

انبساط: با غوطه ور شدن در آب حجم افزایش می یابد.

رطوبت: به رطوبت خشک و رطوبت مرطوب تقسیم می شود.

مقاومت در برابر حرارت: تحمل دما در حد معینی، معمولاً از 20 تا 50 درجه سانتیگراد، بهترین راندمان کار را به همراه خواهد داشت. دمای بیش از حد بالا باعث تجزیه ذرات پلاستیک می شود.

رسانایی: بسته به شکل یونی، معمولا یک مبدل یونی منفی گرما را بهتر هدایت می کند.

مقاومت در برابر اکسیداسیون: دانه‌های پلاستیکی زمانی که در معرض عوامل اکسید کننده قوی قرار می‌گیرند، پیر می‌شوند.

مقاومت در برابر سایش: در صورت برخورد احتمال دارد در حین کار خرد شود.

تصفیه آب به کمک رزین های سختی گیر

هدف از استفاده از رزین های سختی گیر در سیستم های تصفیه آب آشامیدنی نرم کردن آب یا حذف مواد معدنی غیر ضروری در آب است.

آب با استفاده از رزین حاوی یون های Na+ که به کاتیون دیگری (یون منفی) پیوند خورده است، نرم می شود، که نسبت به Na+ قادر به اتصالCa2+ وMg2+ است. هنگامی که رزین در ستون تبادل یون قرار می گیرد و آب مورد تصفیه از ستون جریان می یابد، کاتیون موجود در رزین با یون های Ca2+ وMg2+ متصل می شود و آنها را در ستون نگه می دارد و در همان زمان آزاد می شود. Na+ وارد آب می شود، این به حذف یون های Ca2+ و Mg2+ در آب آشامیدنی کمک می کند و آب را نرم تر می کند.

اگر آب تصفیه شده نیاز به حذف کامل مواد معدنی موجود در آب داشته باشد، تصفیه را با عبور دادن آب از ستون تبادل یونی با رزین حاوی H+ (که باعث حذف کاتیون می شود) و سپس از ستون حاوی رزین حاوی H+ ادامه دهید. یون های OH- (آنیون ها را حذف کنید). سپسH+ وOH با هم ترکیب می شوند و آب (H2O) را تشکیل می دهند.

مزایا و معایب رزین های تبادل یونی

این فرآیند این عیب را دارد که اگر ترکیبات آلی یا یون‌های Fe3+ در آب وجود داشته باشد، به ذرات رزین یونی می‌چسبند و ظرفیت تبادل یونی رزین را کاهش می‌دهند.

علاوه بر معایب فوق، استفاده از رزین های تبادل یونی دارای مزایای فراوانی از جمله استفاده طولانی مدت، بازسازی مکرر با هزینه کم، مصرف کم انرژی ... به خصوص این یک روش تصفیه آب بسیار خوب است. سازگار با محیط زیست زیرا فقط مواد موجود در آب را جذب می کند.

چرا رزین های تبادل یونی را بازسازی کنیم؟

هنگامی که از رزین های سختی گیر برای نرم کردن آب به مدت طولانی استفاده می شود، این ذرات بسیاری از فلزات سنگین را جذب می کنند و باعث اضافه بار می شوند و توانایی حذف یون هایCa++ وMg2+ کاهش می یابد، بنابراین باید بازسازی ذرات یونی را انجام دهیم. این بازسازی بسیار ضروری است، که فرآیند بازیابی رزین تبادل یونی مثبت از سطح ماده در تصفیه کننده است و به تصفیه کننده کمک می کند تا به بهترین حالت تبادل یونی بازگردد.

فرآیند احیای رزین تبادل یونی

مرحله 1: مهره های رزین تبادل یونی معکوس را بشویید

به عنوان اولین مرحله از فرآیند رزین های تبادل یونی، مواد جامد و باقی مانده های چسبیده به رزین های تبادل یونی را تمیز و حذف می کند. اتمام این مرحله همچنین به این معنی است که آب تخلیه می شود.

مرحله 2: پمپاژ عامل احیا کننده

در این مرحله محلول احیا شده از مخزن ذخیره با سرعت کم به ستون تبادل یونی پمپ می شود که به آن شستشوی معکوس نیز می گویند. یعنی این احیا کننده مستقیماً با رزین تبادل یونی مبادله می کند و روند بازسازی را ادامه می دهد.

مرحله 3: بازسازی کننده را بشویید

در این مرحله آب به ستون مبادله پمپ می شود و شستشوی احیا کننده با سرعت کم انجام می شود تا از آسیب به رزین محافظت شود.

مرحله 4: آب را به مخزن احیا برگردانید

آب دوباره به ستون فیلتر پمپ می شود، سپس چرخه شستشو به همین ترتیب ادامه می یابد تا کیفیت اصلی حاصل شود. در این مرحله، آب به مخزن احیا کننده بازگردانده می شود.