۲ مطلب با کلمه‌ی کلیدی «تعویض رزین های تبادل یونی» ثبت شده است

سختی گیر

سختی گیر

سختی گیر رزینی  با حذف کلسیم، منیزیم و کاتیون های فلزی دیگر که عوامل آب سخت هستند آب را نرم می کند.

آب نرم به صابون کمتری  نیاز دارد، زیرا صابون در پیوند با یون های کلسیم هدر نمی رود.

آب نرم همچنین طول عمر لوله کشی را با کاهش یا حذف رسوب در لوله ها و اتصالات افزایش می دهد.

نرم شدن آب معمولاً با استفاده از رزین‌های نرم‌کننده آهک یا تبادل یونی انجام می‌شود، اما به طور فزاینده‌ای با استفاده از  سیستم نانوفیلتراسیون یا غشاهای اسمز معکوس نیز انجام می‌شود.

آب سخت و آب نرم

این که منبع آب برچسب "نرم" یا "سخت" باشد به وجود دو ماده معدنی بسیار محلول، کلسیم و منیزیم بستگی دارد.

از نظر سلامتی، این مواد معدنی هیچ اثر نامطلوبی ندارند و در واقع مواد مغذی ضروری روزانه بدن هستند. این مواد معدنی هستند که به آب طعمی طراوت بخش می دهند که بسیاری از مردم آن را مطلوب می دانند.

با این حال، زمانی که کلسیم و منیزیم در آب نفوذ می‌کنند، روی سطوح تماس تجمع می‌کنند، لوله‌ها را مسدود می‌کنند.

به سیستم های گرمایشی نظیرآبگرمکن‌ها آسیب می‌زنند و کارایی صابون‌ها و مواد شوینده را کاهش می‌دهند.

سختی آب در یکی از دو واحد اندازه گیری بیان می شود. واحد اول قسمت در میلیون (ppm) کربنات کلسیم است که معادل غلظت کلسیم و منیزیم محلول است.

استفاده از این معادل، محاسبات سختی را ساده می کند. یک ppm یعنی یک واحد کربنات کلسیم در یک میلیون واحد آب حل می شود.

قسمت در میلیون نیز برابر با میلی گرم در لیتر (mg/l) است. دومین بیان سختی دانه در هر گالن (gpg) کربنات کلسیم است.

یک gpg منحصراً به عنوان یک واحد سختی استفاده می شود و تقریباً برابر با 17 میلی گرم در لیتر یا ppm است.

اگر آب خود را آزمایش کرده اید، گزارش از یکی یا هر دوی این واحدها استفاده می کند تا به شما بگوید چقدر آب شما سخت است.

از آنجایی که سطح کربنات کلسیم برای مصرف کنندگان آب معنی کمی دارد، متخصصان آب سطوح سختی را طبقه بندی کرده اند. جدول 1 این طبقه بندی ها را نشان می دهد.

[caption id="attachment_3608" align="aligncenter" width="620"]سختی گیر سختی گیر[/caption]

 

[caption id="attachment_3600" align="aligncenter" width="596"]سختی گیر سختی گیر[/caption]

فرآیند سختی گیرها یا نرم شدن آب

تبادل یون

از آنجایی که دستگاه های نرم کننده (سختی گیر آب) از دیرباز در صنعت تصفیه آب در دسترس بوده اند، این فناوری بسیار توسعه یافته است و در بیشتر موارد برای کاهش سطح سختی به خوبی عمل می کند.

تبادل یونی چگونه کار می کند؟ یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی آب را از طریق یک محیط تبادلی به نام رزین یا زئولیت فیلتر می کند.

به طور معمول، رزین یک ماده مصنوعی یا طبیعی و ماسه مانند است که با یون های سدیم با بار مثبت پوشانده شده است.

با حل شدن یون های دارای بار مثبت  کلسیم و منیزیم ، یک محیط تبادل یونی ایجاد می شود. آب از طریق واحد جریان می یابد در حالی که رزین یون های سدیم خود را آزاد می کند و به راحتی آنها را با یون های کلسیم و منیزیم مبادله می کند.

اکنون آبی که از دستگاه خارج می شود نرم در نظر گرفته می شود.

[caption id="attachment_3601" align="aligncenter" width="834"]سختی گیر سختی گیر[/caption]

 احیا سختی گیر

واضح است که رزین یک سایت مبادله پایان ناپذیر نیست. هنگامی که تمام محل‌های تبادل سدیم با مواد معدنی سختی جایگزین می‌شوند، رزین مصرف می‌شود و دیگر آب را نرم نمی‌کند.

در این مرحله، نرم کننده آب باید در یک چرخه جایگزین به نام بازسازیی احیا کار کند. در طی این چرخه، رزین با محلول نمکی شستشو داده شوند  و نهایتا آبکشی شود.

آب نمک به صورت معکوس از طریق سیستم شستشو می شود و یون های کلسیم و منیزیم جذب شده روی رزین را با خود می برد.

پس از اتمام شستشوی معکوس، سختی گیر  را می توان به چرخه  استفاده برگرداند. برخی از نرم کننده های آب به طور خودکار به چرخه عملیات و احیا  تغییر وضعیت می دهند.

برخی دیگر به صورت دستی عمل می کنند.

[caption id="attachment_3602" align="aligncenter" width="677"]سختی گیر سختی گیر[/caption]

انواع سختی گیر ها

اگرچه برندها و مدل‌های بسیاری از واحدهای تبادل یونی در بازار وجود دارد، اما اساساً همه با تفاوت‌های جزئی در ویژگی‌های اضافی، نرخ جریان و غیره یکسان عمل می‌کنند.

تقریباً همه سختی گیرها به یکی از دو دسته تقسیم می شوند.

مدل‌های زمان‌بندی‌شده دارای ساعت‌های زمانی قابل برنامه‌ریزی هستند که در یک برنامه از پیش تعیین‌شدهاحیا می‌شوند و سپس به سرویس باز می‌گردند.

اینها برای سیستم های تصفیه که در چرخه مصرف منظم آب هستند به خوبی کار می‌کنند، اما آب و نمک بیشتری را هدر می‌دهند، زیرا خواه رزین به آن نیاز داشته باشد یا نه، عملیات احیا را انجام می دهند.

مدل‌های کنترل مصرف، با سنسورهای الکتریکی و مکانیکی، معمولاً پس از نرم شدن حجمی از دبی آب شروع به احیا می کنند. اگر برنامه مصرف آب در نوسان دارید، چنین مدل هایی مناسب هستند.

[caption id="attachment_3603" align="aligncenter" width="670"]سختی گیر سختی گیر[/caption]

 

تعمیر و نگهداری

مهم نیست که چه مدلی سختی گیر را مورد استفاده قرار می دهیم، همه نرم کننده های آب باید به درستی نگهداری شوند.

محلول آب نمک باید مخلوط شده و در مخزن آب نمک ذخیره شود. گرفتگی دوره ای رزین نیز نیازمند توجه ویژه است. به عنوان مثال، اگر منبع آب خام کدر باشد، ممکن است رزین را با گل و خاک رس مسدود کند.

گاهی اوقات، شستشوی معکوس معمولی با آب این مشکل را حل می کند. اگر نه، رزین را به آرامی در طول چرخه شستشوی معکوس هم بزنید تا به شکستن مواد کمک کنید.

به همین ترتیب، باکتری ها و قارچ ها نیز تشک هایی در رزین تشکیل می دهند که اثربخشی آن را کاهش می دهد.

ضد عفونی کردن آب قبل از نرم شدن یا تمیز کردن دوره ای نرم کننده با سفید کننده کلر این مزاحمت ها را از بین می برد.

با این حال، قبل از افزودن هر گونه مواد شیمیایی به دستگاه، دستورالعمل های سازنده را بخوانید.

رسوب آهن یکی دیگر از مشکلات رایج تعمیر و نگهداری نرم کننده های آب است. اگرچه آهن بی رنگ و کاهش یافته توسط دستگاه حذف می شود، آهن اکسید شده قرمز (آهنی که در معرض هوا یا کلر قرار گرفته است) رزین را مسدود می کند.

فیلتراسیون قبل از نرم شدن تضمین می کند که آهن اکسید شده در نرم کننده پردازش نمی شود. اگر رزین قبلاً رسوب شده باشد، می بایست توسط تمیز کننده ها شستشو شوند.

در برخی موارد، رزین ها را نمی توان از آلاینده ها شستشو داد و نیاز به تعویض دارند. (اگر رزین به طور دوره‌ای احیا و نگهداری می‌شود، نباید اینطور باشد.) برای اطلاعات در مورد تعویض رزین با فروشنده سختی گیر خود مشورت کنید.

مزایا و معایب سختی گیر ها

  • مزایا

اکثر مصرف‌کنندگان موافق هستند که آب سخت موجب ایجاد رسوب و گرفتگی لوله های سیستم های گرمایشی و این خود موجب خوردگی لوله ها می شود.

همچنین در مصارف خانگی  لکه را روی گلدان‌ها، لایه‌های صابون روی پوست و  رسوب شوینده در ماشین لباسشویی ایجاد می‌کند.

مهمتر این رسوبها همچنین می توانند در داخل سیستم های گرمایی جمع شوند و عمر مفید آنها را کاهش دهند.

معایب

عیب اصلی نرم شدن آب آشامیدنی خطرات سلامتی برای افرادی است که از رژیم های غذایی کم سدیم استفاده می کنند.

تعمیر و نگهداری یکی دیگر از ملاحظات است. در حالی که می‌توانید مدل‌هایی با ویژگی‌های ویژه خریداری کنید که همه کارها را  به صورت اتوماتیک انجام می‌دهند، برای هر ویژگی اضافی هزینه پرداخت می‌کنید.

بسته به منبع آب، ممکن است مجبور شوید آب کدر را فیلتر کنید یا آب مملو از باکتری را ضد عفونی کنید.

در نهایت، اگر شما صاحب یک سیستم سپتیک هستید، باید بار اضافی بر روی سیستم جمع آوری و تصفیه پساب خود را از شستشوی معکوس و احیا در نظر بگیریدکه باعث اضافه بار هیدرولیکی سیستم سپتیک می شود

 

جهت سفارش سختی گیر از صفحه فروشگاه بازدید کنید

فروشگاه

 

موافقین ۰ مخالفین ۰

تعویض رزین های تبادل یونی و فیلترهای شنی و کربنی

 

تعویض رزین های تبادل یونی و فیلترهای شنی و کربنی


رزین های تبادل یون چگونه کار می کنند؟

رزین های تبادل یونی از سه قسمت هستند: اسکلت پلیمری شبکه فضایی سه بعدی نامحلول، گروه عاملی یونی متصل به اسکلت و منفذ یونی قابل تعویض با بارهای مخالف بر روی گروه عاملی.

  • اسکلت پلیمری: از پلیمرهای متقاطع مانند پلی استایرن، پلی اکریلیک اسید و غیره تشکیل شده است.
  • گروه تبادل یونی: به اسکلت پلیمری متصل است و دارای گروه های عاملی یونی با یون های قابل تعویض مانند -SO3Na، -COOH، -N(CH3)3Cl و غیره یا گروه های عاملی غیریونی قطبی مانند -N است. (CH3)2، -N(CH3)H، و غیره.
  • منافذ: منافذ ساختار پلیمری (منفذ ژل) و منافذ (منفذ مویرگی) بین ساختارهای پلیمری است که در رزین های تبادل یونی خشک و مرطوب وجود دارد.

اصل رزین تبادل یونی فرآیندی است که رزین تبادل یونی نمک موجود در محلول را حذف می کند.

  • اصل رزین تبادل کاتیونی: کاتیون های فلزی (Na+، Ca2+، K+، Mg2+، Fe3+، و غیره) موجود در محلول آبی، تبادل یونی را با H+ (تولید شده از گروه های اسیدی مانند گروه اسید سولفونیک (-SO3H)، گروه کربوکسیل انجام می دهند. (-COOH) یا گروه فنل (-C6H4OH)) روی رزین تبادل کاتیونی، به طوری که کاتیون های موجود در محلول به رزین منتقل می شوند و H+ روی رزین به آب مبادله می شود.
  • اصل رزین تبادل آنیونی: آنیون‌ها (Cl-، HCO3-، و غیره) در محلول آبی با OH- (تولید شده از گروه‌های پایه شامل گروه‌های آمینه چهارتایی [-N(CH3)3OH] یا گروه‌های آمین مبادله می‌شوند. (-NH2)) روی رزین تبادل آنیونی، آنیون های موجود در آب به رزین منتقل می شوند و OH- روی رزین به آب مبادله می شود.

با استفاده از کلرید سدیم (NaCl) برای نشان دادن نمک های معدنی در آب، اصل کار رزین تبادل یونی به شرح زیر است:

  • رزین تبادل کاتیونی: R—H + Na+ —— R—Na + H+
  • رزین تبادل آنیونی: R—OH + Cl- —— R—Cl + OH-

فرمول واکنش کلی رزین تبادل کاتیونی و آنیونی را می توان به صورت زیر نوشت:

RH + ROH + NaCl——RNa + RCL + H2O

از معادله می توان دریافت که NaCl موجود در آب با H+ و OH- در رزین جایگزین  است و محصول واکنش تنها H2O است، بنابراین اثر حذف نمک در آب حاصل  است.

 

[caption id="attachment_4755" align="alignleft" width="300"]رزین های تبادل یونی رزین های تبادل یونی[/caption]

کاربردهای اصلی رزین های تبادل یونی بسیار گسترده است و عمدتاً در صنایع زیر توزیع می شود:

1.تصفیه فاضلاب

تقاضا برای رزین تبادل یونی در صنعت تصفیه فاضلاب زیاد است و حدود 90 درصد از تولید آن را تشکیل می دهد. در حال حاضر بیشترین مقدار رزین تبادل یونی در تصفیه آب خالص در نیروگاه های حرارتی و پس از آن انرژی اتمی، مواد نیمه هادی و صنایع الکترونیک استفاده می شود.

2.صنایع غذایی

رزین  تبادل یونی را می توان در تجهیزات صنعتی مانند شکر، جوهر مرغ، شراب مخصوص و محصولات بیولوژیکی استفاده کرد. به عنوان مثال، تولید شربت فروکتوز برای استخراج نشاسته از ذرت، سپس هیدرولیز برای تولید فروکتوز و گلوکز و سپس انجام عملیات تبادل یونی برای تبدیل آن به شربت فروکتوز است. استفاده از رزین  تبادل یونی در صنایع غذایی رتبه بعد از تصفیه فاضلاب را دارد.

3.صنعت داروسازی

رزین  تبادل یونی در صنعت داروسازی نقش مهمی در توسعه داروهای ضد باکتری جدید و بهبود کیفیت داروهای ضد باکتری اصلی دارند. توسعه و طراحی موفقیت آمیز استرپتومایسین یک مثال برجسته است. در سال های اخیر تحقیقاتی نیز بر روی استخراج داروهای گیاهی چینی انجام میگیرد.

4.شیمی مولد و صنایع شیمیایی نفت خام

در شیمی آلی، اسیدها و بازها اغلب به عنوان کاتالیزور فلزی برای استری شدن، هیدرولیز، ترانس استریفیکاسیون، هیدراتاسیون و سایر واکنش ها استفاده می شوند. واکنش فوق با استفاده از رزین تبادل یونی به جای اکسید کننده قوی و قلیایی نیز قابل انجام است و دارای مزایای بیشتری است. این مزایا عبارتند از اینکه رزین می تواند به طور مداوم استفاد شود، محصول به راحتی جدا می شود، راکتور لوله ای خورد نمی شود، محیط زیست آلود نمی شود و واکنش به راحتی قابل کنترل است.

5.حفاظت از اکوسیستم

از رزین  تبادل یونی در بسیاری از مسائل حفاظت از محیط زیست و حفاظت از محیط زیست بکار می گیرند. در حال حاضر، بسیاری از محلول‌ها یا غیرمحلول‌ها حاوی یون‌های مثبت سمی یا یون‌های غیر مثبت هستند که می‌توانند با رزین‌ها بازیافت شوند، مانند حذف کاتیون‌های فلزی در فاضلاب فرآیند آبکاری.

6.هیدرومتالورژی و سایر صنایع

از رزین تبادل یونی می توان برای جداسازی، استخراج و خالص سازی اورانیوم از سنگ معدن اورانیوم ضعیف و  عناصر خاکی کمیاب و فلزات گرانبها بهر بر د.

تماس با ما:

تماس باما

موافقین ۰ مخالفین ۰