احیای رزین کاتیونی و آنیونی
اگر قرار بود رزین ها به صورت یکبار مصرف مورد استفاده قرار بگیرند، دیگر استفاده از آن در تصفیه آب توجیه اقتصادی نمی داشت. به همین دلیل با احیای رزین ها، استفاده مجدد از آن ها امکان پذیر می شود. احیای رزین به معنی تعویض یون جذب شده در رزین در زمان سرویس با یون متحرک اولیه رزین است. اینکه احیای رزین از لحاظ عملیاتی به چه صورت انجام می شود در ادامه، مورد بحث قرار می گیرد. اما قبل از هر چیز نیازمند دانستن این موضوع هستیم که یک رزین چه موقع نیاز به احیا دارد و پایان سرویس دهی رزین چگونه و با چه ابزارهایی مشخص می گردد؟
نقطه پایان سرویس دهی رزین را با نشتی یک یون مشخص می کنند. حتی می توان سختی کل یا سختی کلسیمی را معیار قرار داد، ولی مجموع یون های محلول در آب یعنی TDS را نمی توان بکار برد. زیرا در رزین ها یون ها حذف نمی شوند، بلکه تعویض می گردند. اگر فقط سختی مدنظر نباشد، می توان یونی دیگر مانند سدیم را در نظر گرفت. مسئله ای که در اینجا وجود دارد این است که روش تعیین سدیم در آب متفاوت است و تعیین میزان کلسیم موجود در آب ارزان تر است. نمودار غلظت کاتیون ها در آب خروجی از رزین کاتیونی بر حسب حجم آب تصفیه شده در زمان سرویس دهی به صورت شکل زیر می باشد.
جریان پلاک یا پیستونی یک حالت ایده آل است که تبادل یون در هر سطح مقطع رزین یا به صورت کامل انجام شده و یا هیچ تبادل یونی صورت نگرفته است و هیچ تقدم و تاخری در تعویض یون توسط رزین در آن سطح مقطع نیست. در شرایط واقعی، اشباع لایه های رزین از بالا به پایین به صورت تدریجی و با تقدم و تاخر است. پس از مشخص شدن پایان زمان سرویس دهی رزین، نوبت به احیای رزین می رسد. احیای رزین شامل چهار مرحله جداگانه به صورت زیر است
- شستشوی معکوس
- تزریق ماده احیا کننده
- کاهش غلظت ماده احیا کننده
- شستشوی نهایی
شستشوی معکوس
در این مرحله آب از پایین بستر رزین با سرعت وارد می شود تا بستر به صورت شناور دربیاید. هدف از این کار جدا کردن دانه های رزین به هم چسبیده و شستن گل و لای و رسوبات جمع شده در بستر رزین است. آب خروجی از این مرحله به فاضلاب فرستاده می شود. این مرحله حدود 10 دقیقه طول می کشد.
این مرحله بیشتر از آن جهت اهمیت دارد که با جدا نمودن دانه های به هم چسبیده رزین و انبساط بستر، رزین را برای احیا آماده می کند. با جدا شدن دانه های رزین از هم؛ ماده احیا کننده رزین می تواند به خوبی بین دانه های رزین جاری شده و بازده احیا را افزایش دهد. یکی از مواردی که در تمام مراحل عمل سختی گیر موثر است فشاتر آب وردی است. فشار ورودی ایده آل برای سختی گیر رزینی بین 2 تا 3.5 بار است.
نوع ماده شیمیایی تزریقی در این مرحله به نوع رزین بستگی دارد. ماده شیمیایی جهت احیای رزین از بالای بستر رزین وارد می شود که منجر به تعویض یون شده و رزین را به حالت اولیه خود جهت سرویس دهی باز می گرداند. طول مدت این مرحله حدود 30 تا 60 دقیقه است.
گروه صنعتی آریاب ارائه کننده انواع رزین های تبادل یونی است. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید با کارشناسان آریاب تماس حاصل فرمایید.
شستشوی آهسته (تزریق ماده احیا کننده)
آب را با سرعت کم از بالا، از روی بستر رزین عبور می دهیم تا ماده شیمیایی جهت احیا به همه نقاط رزین نفوذ کند. شستشوی آهسته یا جابجایی مواد شیمیایی، عمل احیا را کامل می کند. مدت زمان برای عمل جابجایی باید به اندازه ای باشد که اجازه دهد تا حجمی از آب (حداقل به اندازه مساوی با حجم بستر رزین) از آن عبور داده شود. بسته به نوع رزین از ماده مناسب برای احیا استفاده می کنند. برای مثال برای احیای رزین C100 و C100E از نمک سدیم کلراید استفاده می کنند و برای رزین های کاتیونی اسیدی از اسید برای احیا بهره می برند.
شستشوی سریع
در این مرحله جهت تخلیه بستر رزین از ماده شیمیایی احیاکننده، آب با دبی زیاد از بستر عبور داده می شود. زمان پایان احیای رزین را با اندازه گیری اسیدیته با غلظت یون هیدروژن در آب خروجی مشخص می کنند. تعیین اسیدیته با تیتراسیون انجام می شود. باید توجه داشت که pH به علت اینکه لگاریتمی است و تغییرات آن کم است، جهت تعیین زمان پایان احیای رزین چندان مناسب نیست.
رزین کاتیونی قوی در زمان احیا مقداری از اسید را تلف می کند ولی رزین کاتیونی ضعیف تمام اسید را مصرف می کند تا جایی که راندمان حتی تا صد در صد هم می رسد. این مسئله در نمودار زیر نشان داده شده است. به دلیل بازده احیا و ظرفیت بالاتر؛ رزین کاتیونی ضعیف به قیمت بیشتری نسبت به رزین کاتیونی ضعیف به فروش می رسد.
همانطور که مشخص است در رزین های کاتیونی قوی از همان ابتدای احیای رزین، مقداری از اسید تزریقی بدون هیچ گونه تعویض یونی از بستر رزین عبور کرده و هدر می رود. در حالی که در رزین کاتیونی ضعیف تا زمان احیای کامل رزین که با اسیدیته مشخص می شود تقریبا هیچ هدر رفتی وجود ندارد. همین ویژگی در مورد رزین های آنیونی قوی و ضعیف وجود دارد.
برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید انواع رزین پرولایت گروه صنعتی آریاب یا کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
رزین آنیونی بازی و رزین کاتیونی اسیدی را به ترتیب با سود و اسید رقیق شده احیا می کنند. در مورد رزین آنیونی، هدف جدا کردن آنیون های تعویض شده در زمان سرویس است. این آنیون شامل کلراید، سولفات، نیترات، بی کربنات، سیلیکات و ... می باشد. باید توجه داشت که معمولا آنیون های کربنات و سیلیکات در رزین نخواهیم داشت زیرا واکنش های تجزیه بسیار کند انجام می شود و جهت تولید این دو یون زمان زیادی لازم است که فراهم نمی شود.
در زمان احیای رزین هم این دو جزء خیلی دیرتر از بقیه از بستر رزین جدا می شوند. برای حل این مشکل و تسریع فرآیند جداسازی، دمای سود موردنظر جهت احیای رزین را تا نزدیک 50 درجه بالا می برند. در این صورت ترجیح می دهیم مرحله اول احیای رزین یعنی شستشوی معکوس هم با آب گرم انجام شود.
معمولا جهت جریان آب در موقع سرویس و نیز جهت تزریق ماده شیمیایی احیا کننده از بالا به پایین است که به روش جریان هم جهت معروف است. در بعضی از صنایع جهت تزریق ماده شیمیایی عکس جهت جریان آب در موقع سرویس است که به جریان مختلف جهت یا جریان متقابل معروف است. در این روش هم راندمان احیای رزین بالا می رود و هم کیفیت آب تصفیه شده افزایش می یابد. هرچند که هزینه پمپاژ افزایش می یابد. دستگاه های تعویض یون با بستر شناور در حال حاضر، کمتر در تصفیه آب به کار می روند. در این نوع دستگاه ها جریان آب ورودی از پایین به بالا است.
هرچند که هزینه بهره برداری رزین در بستر شناور بیشتر از بستر ثابت است اما در بسترهای شناور اتلاف آب در زمان احیا کمتر شده و به علاوه راندمان احیا و نیز ظرفیت عملیاتی رزین ها افزایش می یابد.
گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و وارد کننده و تولید کننده انواع مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید انواع محصولات و مواد شیمیایی با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
ادعا شده است که در نیروگاه ها و دیگر صنایعی که به آب تصفیه شده با کیفیت بالا نیاز دارند، روش احیای رزین به صورت مختلف جهت کم هزینه ترین روش ممکن برای تهیه آب با خلوص بالا در حجم های زیاد است. نشتی یون ها با این روش کم می شود و نیز لایه پایین رزین عمل تصفیه نهایی را انجام می دهد. در شکل زیر درصد نشت (بر حسب درصدی از غلظت ورودی) بر حسب زمان سرویس (درصد اشباع شدن) رسم شده است.
بالایی: احیا به صورت هم جهت باشد.
پایینی: احیا به صورت مختلف جهت باشد.
مشاهده می شود که در روش احیا به صورت هم جهت، همیشه نشت به حد قابل توجهی وجود دارد، در حالیکه در روش احیای رزین به صورت مختلف جهت تقریبا تا پایان زمان سرویس نشت در حد بسیار کم باقی می ماند. توجه کنیم که دبی برای انبساط رزین به دما بستگی دارد وقتی که دمای آب کمتر است دبی کمتری برای انبساط رزین لازم است.
انواع رزین تصفیه آب
رزین های تبادل یونی را در سه دسته کلی تقسیم بندی می کنند
- رزین های آنیونی
- رزین های کاتیونی
- رزین های میکس بد
رزین آنیونی
رزین آنیونی وظیفه حذف آنیون ها را بر عهده دارد. رزین های آنیونی بر اساس قدرت حذف آنیون ها به دو دسته تقسیم می شوند.
- رزین آنیونی قوی
- رزین آنیونی ضعیف
رزین های آنیونی قوی
رزین های آنیونی قوی می توانند تمام آنیون های آب را حذف کنند. از رزین آنیونی قوی برای تولید آب بدون یون که با نام های آب دیون، آب دیونیزه و یا آب دمین آن را می شناسیم استفاده می کنند. رزین آنیونی قوی انواع مختلفی دارد و برای اهداف مختلفی نیز از آن استفاده می شود. از جمله کاربرد های آن می توان به رنگبری شربت قند، حذف نیترات از آب ها و تولید آب دیون اشاره نمود.
رزین آنیونی ضعیف
رزین آنیونی ضعیف به دلیل داشتن ظرفیت بالاتر و بازده احیای بیشتر نسبت به نوع قوی دارای قیمت بالاتر اما کاربرد محدود تری می باشد. از رزین آنیونی ضعیف برای حذف آنیون حاصل از اسید های قوی استفاده می کنند. از آنجاییکه رزین آنیونی ضعیف قادر به حذف آنیون های حاصل از اسید های قوی نمی باشد، معمولا از رزین آنیونی قوی نیز به همراه این رزین استفاده می شود.
گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و وارد کننده و تولید کننده انواع مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید انواع محصولات و مواد شیمیایی با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
021-55271642
09213065924
دیدگاه‌ها