رزین تصفیه آب

دشمن شماره یک هر مدار آبی، سنگ آهک است: علاوه بر ایجاد صدمات زیاد به لوله‌ها، سرامیک‌ها و وسایل برقی، اتلاف انرژی غیرضروری را نیز به همراه دارد. اگرچه تکنیک های دیگری برای مقابله با تشکیل آن وجود دارد، سختی گیری تبادل یونی یکی از موثرترین آنهاست.

تبادل یونی

تبادل یونی یک روش تصفیه آب است که شامل تبادل مواد بین آب و ماده خاصی است که معمولاً رزین نامیده می شود. گونه های شیمیایی که رد و بدل می شوند یون ها هستند (گونه های شیمیایی حامل بار الکتریکی). تبادل یونی می تواند به سمت یون های مثبت (کاتیون ها) یا منفی (آنیون ها) باشد، به عنوان یون های مثبت کلسیم و منیزیم، تبادل کاتیونی خواهد بود و رزین هایی که مورد استفاده قرار می گیرند رزین تصفیه آب  کاتیونی نامیده می شوند.

 

رزین های تبادل یونی

همانطور که در مطالب پیشین خواندید ، رزین های تبادل یونی مواد پلیمری مصنوعی هستند که ساختار مولکولی آنها دارای یک اسکلت آلی پیوندی است که در آن گروه های عاملی قادر به تبادل یون قرار می گیرند.

از نظر ماکروسکوپی آنها به عنوان یک ماده دانه ای متخلخل ظاهر می شوند.

مراحل تبادل یونی

تبادل یونی یک فرآیند برگشت پذیر است. این بدان معنی است که رزین ها می توانند بازسازی شوند. در صورت نرم شدن، کلسیم و منیزیم با سدیم جایگزین می شوند. دومی در واقع به صورت کربنات رسوب نمی‌کند و مشکلی در لایه‌های آهکی ایجاد نمی‌کند. می توان سدیم موجود در رزین تصفیه آب را با یک فرآیند بازسازی که در آن رزین سختی گیر در تماس با یک عامل احیا کننده قرار می گیرد، بازیابی کرد: در این مورد خاص، سدیم کلرید عامل احیا کننده می باشد.

به این ترتیب می توان عمر طولانی را برای رزین ها تضمین کرد.

1 - مرحله تمرین

آب از یک ستون پر از رزین تصفیه آب عبور می کند. تنظیم نرخ جریان اجازه می دهد تا زمان تماس آب و رزین بهینه برای تبادل یونی به دست آید

2 - فاز احیا کننده

الف) شستشوی معکوس: سختی گیر رزینی را حذف می کند و کانال های ترجیحی احتمالی ایجاد شده توسط آب در مرحله تبادل را حذف می کند

ب) بازسازی: احیا کننده در تماس با رزین  قرار می گیرد، مکان های تبادل فعال ترمیم می شوند.

ج) شستشوی نهایی: بقایای احیا کننده از رزین تبادل یونی شسته می شوند

مزایای نرم شدن

سختی آب کاهش می‌یابد و به مقدار بهینه می‌رسد که اجازه می‌دهد آبی به اندازه کافی غنی از کلسیم و منیزیم باشد (مفید برای بدن انسان)، اما مشکلی در رسوب آهک ایجاد نکند.

صرفه جویی در مصرف انرژی به دلیل بهبود راندمان دیگ های بخار.

افزایش طول عمر لوازم خانگی.

از بین بردن پتینه آهکی سفید روی ظروف و وسایل حمام.

رسوب آهک در واقع باعث آسیب به لوله ها، لوازم خانگی و بویلرها می شود.

تخمین زده می شود که استفاده از آب بسیار سخت در بویلرها باعث کاهش راندمان می شود که منجر به افزایش 15 تا 20 درصدی هزینه های گرمایش می شود.آب سخت همچنین از حل شدن صابون ها جلوگیری می کند و در عین حال به الیاف پارچه ها حمله می کند: این دو اثر در کنار هم باعث آسیب به لباس می شوند. سختی به طور کلی با درجه فرانسوی (°F) بیان می شود. یک درجه فرانسوی مربوط به 10 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم (CaCO3) است.

بنابراین، کل محتوای نمک به گونه ای بیان می شود که گویی همه آن از کربنات کلسیم گرفته شده است.

طبقه بندی سختی آب:

• تا 7 درجه فارنهایت: بسیار شیرین

• 7 درجه فارنهایت تا 14 درجه فارنهایت: شیرین

• از 14 درجه فارنهایت تا 22 درجه فارنهایت: سختی متوسط

• 22 درجه فارنهایت تا 32 درجه فارنهایت: نسبتاً سخت است

• 32 درجه فارنهایت تا 54 درجه فارنهایت: سخت

• بیش از 54 درجه فارنهایت: بسیار سخت است.