تعویض یونی

بعضی از منابع آبی محتوا مواد و تشکیل دهنده هایی هستند که بطور اختصاصی یا با روش های غیرمعمول تصفیه آب لازم است آنها را از منابع آبی جدا نمود تا آب آشامیدنی قابل قبول بدست آید. تعویض یونی یکی از این روش ها است.

مهمترین روش های حذف املاح محلول یا حذف املاح به صورت انتخاب عبارتند از:

  • تعویض یونی
  • روش های غشایی
  • تقطیر
  • انجماد

تعویض یونی در وحله اول برای حذف کاتیون های نظیر کلسیم – منیزیم- باریم- استرنسیم- کادمیوم و بعضی ترکیبات نیترات – فلوئور – ارسنات – کرمات از آب به کار برده می شوند. در تعویض یونی معمولا یون های مزاحم متحرک به صورت محلول محیط های مایعی با یون های غیرمزاحم ثابت رزین ها مبادله می گردد. قدرت تبادل یونی مبادله کننده ها برگشت پذیر است. بدین معنی که می توانیم مبادله کننده ها را پس از اشباع شدن با در تماس قرار دادن آن ها با مواد شیمیایی خاص یون های چسبیده را از آن ها جدا نموده و آن ها را برای کار مجدد آماده سازیم.

امروزه از تبادل یونی علاوه بر تهیه آب آشامیدنی به میزان بسیار وسیعی در تهیه آب صنعتی مخصوصا آب مصرفی دیگ های بخار استفاده می نمایند. کلسیم و منیزیم موجود در آب های سخت با ایجاد رسوب در دیگ های بخار و تاسیسات حرارتی باعث بروز خسارات عمده ای گردیده و همه ساله ایجاد رسوب در جدار تاسیسات و رفع خسارات ناشی از آن ها هزینه های زیادی را بخود اختصاص می دهد.

مبادله کننده های یونی را در دو گروه مهم زیر مورد مطالعه قرار می دهند:

  1. مبادله کننده های آنیونی
  2. مبادله کننده های کاتیونی

نوع 1 در حذف یون های منفی آب و نوع 2 در حذف یون های مثبت آب تاثیر داشته و یک نوع دیگر از مبادله کننده ها که از نوع سدیمی است می توان اشاره کرد که قادر است ترکیبات مولد سختی آب یعنی کلسیم و منیزیم را با سدیم مبادله نماید.

مبادله کننده های آنیونی را معمولا با محلول های قلیایی احیا می کنند و مبادله کننده های کاتیونی را با اسید شستشو می دهند و نوع سدیمی را با محلول نمک طعام احیا می کنند.

انواع رزین ها

مبادله کننده های یونی را می توان به 5 گروه تقسیم کرد:

  1. رزین های اسیدی قوی
  2. رزین های اسیدی ضعیف
  3. رزین های یازی قوی
  4. رزین های بازی ضعیف
  5. رزین های سدیمی

رزین های اسید قوی در هر pH و در هر محلول از کاتیون ها عمل مبادله را بخوبی انجام خواهد داد سرعت مبادله بالا و عمر رزین ها گاهی تا 20 سال می رسد.

رزین های اسیدی ضعیف در pH کمتر از 7 و کاتیون هایی که به صورت الکترولیت های قوی باشند عمل مبادله را بخوبی انجام نمی دهند. ظرفیت مبادله آن ها بالا و در برابر اکسید شدن مقاوم تر از سایر رزین ها است.

رزین های بازی قوی در هر pH و هر نوع آنیونی را مبادله نموده ولی در برابر اسیدهومیک قدرت مبادله آن ها بشدت کاهش می یابد.

رزین های بازی ضعیف در pH کمتر از 6 قدرت مبادله خوبی داشته و بهتر از رزین نوع سوم عمل مبادله را انجام داده و در برابر مواد آلی به شدت مقاومند.

رزین های سدیمی بیشتر در حذف سختی آب به کار رفته و با افزایش میزان سختی با مجموع کاتیون های آب مورد تصفیه برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم همواره مقادیر ناچیزی از سختی ها در آب تصفیه شده باقی خواهد ماند.

عوامل موثر در عمر رزین ها

درجه حرارت از عواملی است که اکثرا در تغییر حالت ساختاری رزین ها دخالت داشته و بهمین دلیل توصیه کرده اند بهتر است از رزین ها در حرارت معینی بهره برداری نمایند. رزین های اسیدی قوی در برابر اکسیدکنندگی کلر آسیب پذیر بوده و ممکن است رسوبات سولفات کلسیم با هیدروکسیدفریک در اطراف دانه های رزین رسوب نموده و از قدرت تبادل یونی آن ها بکاهند. در مجموع آهن و منگنز به میزان زیادی از قدرت مبادله یونی رزین ها خواهد کاست.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست
error: Alert: Content is protected !!