چکیده: انواع و خواص رزین هایی که ممکن است در فرآیندهای تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند، تجزیه و تحلیل و توضیح داده شده است. با ما تا آخر مقاله همراه باشید تا در مورد رزین تصفیه آب که نام های دیگر آن رزین سختی گیرو رزین تبادل یونی می باشد صحبت کنیم.
پلیمر عملکردی مولکولی بالا که می تواند با نمونه (آنیون) در محلول تبادل و منعکس شود، تبدیل به رزین تبادل یونی می شود. معمولاً می توان به هفت دسته تقسیم کرد: نوع اسید قوی، نوع باز قوی، نوع اسید ضعیف، نوع باز ضعیف و .... بیشترین کاربرد در پروژه های تصفیه آب عبارتند از: نوع اسید قوی و نوع قلیایی قوی.
اقلام اصلی ویژگی فیزیکی عبارتند از: اندازه ذرات، چگالی، محتوای آب، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر حرارت و انبساط.
اندازه ذرات: اندازه ذرات مربوط به نرخ تبادل رزین، ظرفیت تبادل، افت فشار و ارتفاع لایه رزین در هنگام شستشوی معکوس است. اگر اندازه ذرات خیلی کوچک باشد، رزین به راحتی از بین می رود. محدوده اندازه ذرات مناسب (اندازه ذرات): 0.315 ~ 1.25 میلی متر است که برای بهبود اثر استفاده از رزین در تجهیزات تصفیه آب عمومی مفید است.
چگالی: معمولاً با چگالی واقعی مرطوب و چگالی ظاهری مرطوب بیان می شود. هنگامی که رزین تصفیه آببه طور کامل در آب منبسط می شود: نسبت وزن رزین به حجمی که اشغال می کند (به استثنای فضای خالی بین رزین ها) چگالی واقعی مرطوب نامیده می شود (همچنین به عنوان وزن مخصوص واقعی مرطوب شناخته می شود). در استفاده، اگر دو نوع مختلف رزین مخلوط شوند، می توان آنها را به تراکم های واقعی مرطوب مختلف تقسیم کرد. نسبت وزن رزین به حجمی که اشغال می کند (از جمله فضای بین بافتی رزین) چگالی ظاهری مرطوب نامیده می شود. هنگامی که کاربر یک مبدل طراحی می کند، وزن رزینی که باید پر شود را می توان با توجه به حجم پر شدن مبدل و تراکم ظاهری مرطوب رزین مورد استفاده محاسبه کرد.
محتوای آب: در ساختار اعداد، آب هیدراتاسیون گروه آبدوست و مقدار کمی آب آزاد در منافذ متقاطع، محتوای آب رزین سختی گیر را تشکیل می دهند. به طور کلی، در یک رزین سختی گیر ، هرچه گروه‌های تبادل‌پذیر کمتر، آب هیدراتاسیون کمتری داشته باشند، هر چه درجه اتصال متقابل بالاتر باشد، آب هیدراتاسیون کمتری دارد.
مقاومت در برابر سایش: رزین در هنگام نگهداری و حمل فشرده می شود و در حین استفاده شسته و مالش می شود که باعث سایش و شکستن رزین می شود. عملکرد معمولاً با کروییت پس از آسیاب بیان می شود که حالت استفاده از رزین را شبیه سازی می کند.
مقاومت حرارتی: رزین تصفیه آب به طور کلی در هنگام استفاده نمی تواند از محدوده دمای کاری خود فراتر رود.اگر دمای کاری بیش از حد بالا باشد، ساختار رزین آسیب می بیند.اگر دمای کار خیلی پایین باشد، ظرفیت تبادل تا حد زیادی کاهش می یابد.
تورم پذیری: به طور کلی، حجم رزین سختی گیر مرطوب بیشتر از رزین خشک است. هنگامی که رزین به اشکال مختلف یونی تبدیل می شود، حجم آن نیز تغییر می کند. به عنوان مثال: 732 رزین تبادل کاتیونی، تبدیل از فرم سدیم به هیدروژن، حجم آن حدود 10٪ افزایش یافت. بنابراین هنگام طراحی حجم تجهیزات مورد استفاده باید انبساط رزین را در نظر گرفت.
ظرفیت مبادله کل: ظرفیت تبادل کل به ظرفیت مبادله ای اشاره دارد که تمام گروه های تبادل یونی در رزین تحت یک واکنش تبادلی قرار می گیرند. هنگامی که بر حسب واحد جرم رزین خشک بیان می شود: mmol/g، یعنی: mmol (ماده واحد پایه تک ظرفیتی)/g (رزین خشک)؛ هنگامی که در واحد حجم رزین مرطوب بیان می شود، ظرفیت تبادل حجمی است: mmol/mL، یعنی: mmol (نوع واحد پایه تک ظرفیتی)/ml (رزین مرطوب).
ظرفیت تبادل کاری: ظرفیت تبادل کاری نشان دهنده ظرفیت تبادل زمانی است که حجم واحد واکنش مبادله رزین تصفیه آب تحت شرایط کاری رزین به شاخص نهایی برسد. واحد عبارت است از: mmol/mL، یعنی: mmol (ماده واحد پایه تک ظرفیتی)/ml (رزین مرطوب) یا mol/L مول (ماده واحد پایه تک ظرفیتی)/لیتر (رزین مرطوب). شرایط کار رزین عبارتند از: ترکیب آب خام، غلظت ناخالصی ها، دما، سرعت جریان، نیازهای آب انتهایی (شاخص)، ارتفاع لایه رزین سختی گیر، روش بازسازی، عملیات روش و ساختار تجهیزات و غیره هنگامی که هر یک از این شرایط کاری تغییر کند، بر ظرفیت تبادل کار تأثیر می گذارد. بنابراین معمولاً از ظرفیت تبادل کاری به عنوان پارامتری برای طراحی تجهیزات یا مقایسه کیفیت رزین های جدید و قدیمی استفاده می شود.
ظرفیت تبادل یک رزین ثابت در نهایت باید با ظرفیت تبادل حجمی مشخص شود. زیرا پس از نصب تجهیزات، حجم رزین پر شده دیگر تغییر نمی کند و ظرفیت تبادل حجم رزین زیاد است، ظرفیت تعویض تجهیزات قوی است و بالعکس.
رزین تبادل یونی درجات سختی متفاوتی در واکنش تبادل یون های مختلف دارد و به این خاصیت گزینش پذیری رزین تبادل یونی می گویند. به طور کلی، گزینش پذیری رزین های تبادل یونی به بار یون ها و شعاع یون های هیدراته مربوط می شود. هر چه یون بار بیشتری داشته باشد، شعاع یون هیدراته همان یون کوچکتر، گزینش پذیری قوی تر و واکنش تبادل راحت تر رخ می دهد.
توالی انتخاب رزین تبادل کاتیونی اسید قوی:
Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+ > H+
توالی انتخاب رزین تبادل کاتیونی اسید ضعیف:
H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > Na+
دنباله انتخاب رزین تبادل آنیونی نوع پایه قوی:
SO42- > NO3- > Cl- > OH- > F- > HCO3- > HSiO3-
دنباله انتخاب رزین تبادل آنیونی نوع پایه ضعیف:
OH- > SO42- > NO3- > Cl- > HCO3-
