رزین تبادل یونی چیست؟

یکی از راه های که با استفاده از می‌توان به خوبی آب را تصفیه کرد و کارخانجات بسیار زیادی از آن استفاده می‌کنند، این است که از رزین رنگبر استفاده کرد. این رزین ها به دو دسته کاتیونی و آنیونی تقسیم می‌شوند. از اینها می‌توان برای از بین بردن سختی آب، تصفیه آب، یون زدایی و تولید آب فوق خالص کاربرد دارند. رزین سختی گیر ذرات جامد بسیار کوچکی هستند که با انجام یک تغییر شیمیایی در ساختار آب می‌توانند یون های مثبت و منفی نامطلوب محلول در آب را از بین ببرند.

تاریخچه تولید رزین تبادل یونی

در قدیم الایام نیز افراد برای تصفیه آب از سختی گیر رزینی استفاده می‌کنند. این رزین ها اولین بار در سال 1850 کشف شد. اما تا 20 سال بعد از آن در تصفیه آب استفاده نمی‌شد. در سال 1870 بود که آزمایشات ثابت کرد برخی از رزین های معدنی و کانی ها توانایی انجام تبادل یون را دارند. همچنین می‌توان مواد موجود در آب که باعث سختی می‌شوند را با آنها حذف کرد. به این خاطر است که رزین ها از سال 1870 به صورت گسترده در سیستم های تصفیه آب استفاده می‌شدند. اما به خاطر اینکه روی کاتیون ها بی اثر بودند همچنان نیازمند تغییر بودند. بالاخره در سال 1944 رزین تصفیه آب امروزی تولید شد که شامل رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت همزمان بود. با بوجود آمدن این رزین پیشرفت بسیار بزرگی در صنعت تصیفه آب رخ داد.

آشنایی بیشتر با رزین‌های تبادل یونی

از این رزین ها برای کاهش و یا حذف کامل املاح موجود در آب مثل:

·         کلسیم

·         منیزیم

·         آهن

·         منگنز

·         نیترات

·         سولفات

·         کلر

·         فلوراید

استفاده می‌شود. برخی از این املاح ساختار آنیونی و برخی ساختار کاتیونی دارند. آنیون ها و کاتیون های رزین سختی گیر با املاح ساختار آنیونی و برخی دیگر ساختار کاتیونی دارند. آنیون ها و کاتیون های رزین با املاح بالا وارد یک واکنش شیمیایی شده و در نهایت باعث از بین رفتن جامدات محلول در آب و تولید آب خالص بدون یون و مواد شیمیایی مضر خواهند شد.

دوزینگ پمپ دیافراگمی

دوزینگ پمپ ایرانی دیافراگمی مکانیکی

طیف پمپ های دیافراگمی مکانیکی TAM ما برای کاربردهای فرآیندی که در آن اندازه گیری دقیق مواد شیمیایی مورد نیاز است، طراحی شده اند. سری پمپ های TAM همگی با استفاده از جابجایی حفره حجمی کار می کنند تا اطمینان حاصل شود که ماده شیمیایی به طور دقیق در فرآیند اندازه گیری می شود.

محدوده TAM با محدوده مترینگ پمپ پیستونی ما در روش تحویل متفاوت است. در دوزینگ پمپ پیستون، پیستون مستقیماً با مایع در تماس است، در حالی که در پمپ TAM یک دیافراگم به پیستون متصل است. این باعث می‌شود که فقط صفحه PTFE دیافراگم و خود سر پمپ در تماس با ماده شیمیایی باشد، زیرا حرکت رفت و برگشتی دیافراگم باعث جابجایی حجمی داخل سر پمپ می‌شود.

دیافراگم PTFE از نظر شیمیایی بسیار مقاوم است و هنگامی که با مواد سر مناسب برای کاربرد شما جفت می شود، باید از سازگاری با طیف گسترده ای از معرف های شیمیایی از جمله مواد شیمیایی غلیظ اطمینان حاصل کند.

پمپ دیافراگمی مکانیکی - طول ضربه

دیافراگم PTFE به یک پیستون متصل است که به نوبه خود توسط مجموعه موتور و گیربکس هدایت می شود. هر حرکت دیافراگم PTFE توسط پیستون هدایت می شود و اطمینان حاصل می شود که مقدار مایع جابجا شده هم خطی و هم قابل تکرار است و به ما امکان می دهد مقدار مورد نیاز ماده شیمیایی را به طور دقیق در یک برنامه مصرف کنیم.

با افزایش طول ضربه، مقدار مایع منتقل شده در طول جابجایی حفره مثبت افزایش می یابد. TAM2، TAM4 و TAM6 به ترتیب دارای طول کورس 2 میلی متر، 4 میلی متر و 6 میلی متر هستند.

هر پمپ تزریق دیافراگمی موتور رانده دارای یک صفحه تنظیم سکته مغزی میکرومتر است که به این معنی است که طول ضربه قوی را می توان در محدوده 0 تا 100 درصد تنظیم کرد. با کاهش طول ضربه، مقدار ماده شیمیایی تحویلی توسط پمپ دیافراگمی مکانیکی نیز می تواند کاهش یابد. رابطه بین طول سکته مغزی و حجم تحویلی خطی است و به ما امکان می‌دهد به دوز دقیق و قابل تکرار ادامه دهیم.

برای اطمینان از دقیق و قابل تکرار بودن دوز شیمیایی، توصیه می کنیم که طول ضربه کمتر از 20٪ طول ضربه نامی تنظیم نشود.

کربن اکتیو چیست؟

کربن اکتیو یه پودر کاملا سیاه رنگ، بدون هیچ بو و بدون هیچ طعمی است که از مواد دارای کربن مثل چوب بدست می‌آید. وقتی زغال در در یک دمای زیاد و محیط خلا و بدون هیچ اکسیژنی حرارات داده می‌شود، توسط گرما با گاز اکسید کننده یا مواد شیمیایی دیگر اکتیو می‌شود و تبدیل به پودری با رنگ سیاه می‌شود که همان کربن خالص است. بعد از فعال شدن کربن طبیعتا قابلیت های آن هم افزایش پیدا می‌کند و میتواند مواد گوناگونی را جذب کند. با تبدیل شدن کربن به پودر میتوان آن را در سطح بسیار زیادی پخش کرد تا به نقاط مختلف نفوذ کند و سموم و دیگر مواد مضر بدن را جذب کند. تصفیه عرق با کربن فعال جدیدترین ماده سم‌زدا به حساب می‌آید.

تاریخچه کربن فعال

جالب بدانید که از دوران باستان از کربن اکتیو برای درمان انواع بیماری ها استفاده می‌شده است و کارآیی هایی بسیار زیادی حتی در آن زمان داشته اشت. خواص درمانی این ماده را مردمان مصری کشف کرده بودند. اما متاسفانه تا حدود 15 سال پیش دانش موجود در رابطه با کربن فعال فراموش شده بود. این ماده فواید بسیار زیادی دارد که شما با اطلاع از این فواید سعی خواهید کرد که هر چه سریعتر برای تهیه زغال فعال اقدام کنید.

در تعداد بسیار زیادی از فیلتر های دستگاه های تصفیه آب و هوای خانگی از فیلتر کربن فعال استفاده می‌شود. این مواد به این سبک کار می‌کنند که با جذب ذرات سمی و خطرناک، آب قابل شرب و هوای پاکیزه در اختیار شما قرار می‌دهد.

درباره رزین میکس بد بیشتر بدانیم

رزین میکس بد

رزین میکس بد فیلتری است که یک مبدل یونی در فرآیند تصفیه آب است. این قطعه که به رزین های تبادل یونی بد نیز معروف است در صنعت تصفیه آب برای شفاف سازی آب تا رسیدن به کیفیت آب بدون یون استفاده می شود. محصول فوق مخلوطی از رزین های آنیونی و کاتیونی قوی می باشد. وظیفه این قطعه جداسازی یون های مثبت و منفی از آب است. این فیلتر در واقع یون های موجود در آب را به دام می اندازد و آب را نرم تر می کند.

موارد زیر از جمله کاربردهای رایج رزین میکس بد می باشد:

1.     شفاف سازی آب

2.     کاهش سختی آب

3.     تولید آب خالص

4.     یون زدایی آب

5.     تمیز کردن میکروالکترونیک

6.     صنایع بهداشتی و دارویی و...

چگونه رزین میکس بد کار می کند

رزین میکس بد Prolite  سختی آب را از طریق فرآیند تبادل یونی کاهش می دهد. هر گاه تمام کاتیون های محلول در آب با یون های H+  و همه آنیون ها با یون های OH-  جایگزین شوند، تصفیه آب انجام می شود. هنگامی که آب از رزین سختی گیر عبور می کند، تمام یون های حل شده در آب حذف شده و با مولکول های آب جدید جایگزین می شوند.

بسته به TDS آب و میزان مصرف، عمر رزین تصفیه آب  می تواند متفاوت باشد. اما به طور تجربی، هر لیتر رزین میکس  بد پرولایت MB400 ظرفیتی در حدود 20000 ppm در لیتر دارد.

احیای رزین میکس بد

برای بازسازی رزین میکس بد ، رزین های آنیونی باید قبل از افزودن سودا و اسید از رزین های کاتیونی جدا شوند. برای جداسازی رزین ها از شستشوی معکوس با جریان آب استفاده می شود. رزین کاتیونی چگالی بالایی دارد و در مخزن رزین ته نشین می شود، از طرفی رزین های آنیونی به بالای مخزن می روند. در برخی موارد از آب نمک برای جداسازی این دو رزین استفاده می شود.

پس از جداسازی زیرلایه ها، دو رزین بازسازی می شوند. پس از عمل مواد شیمیایی احیا کننده، رزین ها شسته شده و بلافاصله با استفاده از هوای فشرده با هم مخلوط می شوند.

نکته مهم این است که احیای رزین میکس بد سخت و پرهزینه است و بازسازی آن در ظرفیت های کم مقرون به صرفه نیست. بنابراین در این شرایط به جای احیای رزین، آن را با رزین جدید جایگزین می کنند. بنابراین به طور خلاصه مراحل احیای رزین بد میکس به شرح زیر است:

1.     جداسازی دو نوع رزین آنیونی و کاتیونی با شستشو و ته نشینی

2.     احیای روزت آنیونی و کاتیونی با اسید احیا کننده

3.     شستشوی رزین

4.     تخلیه مواد احیا کننده از مخزن

5.     در صورت نیاز رزین بیشتری به مخزن اضافه کنید

6.     اختلاط هر دورسین کاتیونی و آنیونی با هوای فشرده

7.     پر کردن مخزن با رزین احیا شده

8.     شستشوی سریع با آب

نقاط قوت رزین میکس بد

رزین Prolite Mix Bad دارای نقاط قوت زیادی در از بین بردن سختی آب است که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- کاربرد وسیع و عمومی به دلیل ترکیب ترکیبی آنیونی و کاتیونی

2- در ظرفیت های کم قابل احیا است

3- ظرفیت کارایی بالا برای حذف سختی آب

4- طول عمر زیاد

5- دارای استانداردهای جهانی

ویژگی های سختی گیر رزینی

1.     یون دارد.

2.     فضای کافی در شبکه پلیمری داشته باشید تا یون ها بتوانند به راحتی وارد شبکه جامد رزین شده یا از آن خارج شوند.

3.     سطح تماس بالایی دارد. بنابراین رزین ها به صورت ذرات کروی متخلخل با قطر حدود یک میلی متر ساخته می شوند.

4.     همانطور که گفته شد، اساس یک دانه رزین یک شبکه پلیمری است که در برخی از نقاط آن گروه های یونی غیر متحرک مانند آنیون سولفونیک SO3-  متصل می شوند.

5.     از آنجایی که زنجیره های پلیمری یونی نیستند، در واقع این گروه یونی بی حرکت به زنجیره پلیمری متصل می شود که به پایه رزین هویت و شخصیت می بخشد.

6.     اما رزین از نظر بارالکتریکی خنثی است، بنابراین، به همان اندازه که معادل های یون غیر متحرک SO3-، یون H+  متحرک باید در داخل شبکه رزین وجود داشته باشد. بنابراین، ساختار رزین را می توان R-H+  یا به سادگی RH نامید.

ویژگی هایی که استفاده از رزین ها را برای تصفیه آب مطلوب تر می کند:

1.     مقدار رنگ و کدورت آب خام باید کم باشد.

2.     سختی آب باید بیشتر از نوع غیر کربناتی (سختی دائمی) باشد.

3.     سختی آب متغیر است.

4.     مقدار آب مصرفی باید کم باشد.

5.     غلظت املاح آب باید کمتر از 400ppm باشد.

رزین تبادل یونی و مکانیسم تبادل یونی

رزین تبادل یونی یا پلیمر تبادل یونی رزینی است که به عنوان یک محیط تبادل یونی در یک سیستم تبادل یونی عمل می کند. رزین تبادل یونی سیستم تبادل یونی یک ماتریس نامحلول است که معمولاً از یک لایه پلیمر آلی به شکل دانه های کوچک (شعاع 0.25-0.5 میلی متر) معمولاً به رنگ سفید یا زرد ساخته می شود. این دانه‌ها معمولاً متخلخل هستند و سطح وسیعی را در داخل و داخل خود به دام می‌اندازند که با آزاد شدن یون‌های دیگر همراه است، بنابراین فرآیند تبادل یونی انجام می‌شود. انواع مختلفی از رزین تبادل یونی وجود دارد. اکثر رزین های تجاری از پلی استایرن سولفونات ساخته می شوند

کاربرد کربن فعال درتصفیه آب

کربن فعال در تصفیه آب 

کاربرد کربن فعال در تصفیه آب 

کربن فعال با سوزاندن پوسته نارگیل یا خاک اره در دمای بالا در خلاء کربن می شود و خاصیت جذب ناخالصی ها را دارد.

دستگاه تصفیه آب کربن فعال مواد آلی مختلف را فیلتر می کند و نسبتاً ارزان است.رنگ و بو را از بین می برد و کلر و آمونیاک را جذب می کند. از طرفی اگر بیش از مدت معینی از آن استفاده کنید، احتمال رشد باکتری زیاد است. معمولاً پس از استفاده از بیش از 4 درام برای مصارف خانگی، باکتری ها شروع به تکثیر کرده و قدرت جذب کاهش می یابد. 

در ژاپن کربن فعال در تصفیه آب از 10 سال پیش رواج داشت، اما پس از اعلام احتمال انتشار باکتری، محبوبیت دستگاه تصفیه آب کربن فعال به شدت کاهش یافت.

کربن فعال در تصفیه آب تنها زمانی می تواند عملکرد خود را حفظ کند که محتوای کربن اکتیو در زمان مناسب با در نظر گرفتن ظرفیت تصفیه آب در زمان مناسب جایگزین شود.