سیستم تبادل یونی
در سیستم تبادل یونی، یون موجود در آب با یون موجود در سیستم جایگزین می‌شود. رزین‌های تبادل یونی یون‌های کلسیم و منیزیم را با یون سدیم جایگزین می‌کنند. در واقع در این روش یون‌های Ca2+، Mg2+ وبا یون سدیم (Na+ ) و پتاسیم (K+) جایگزین می‌شوند. وجود یون‌های فلزی در آب موجب خوردگی لوله‌ها به سبب افزایش آهک موجود می‌شود. در زیر واکنش شیمیایی تبادل یونی آورده شده است. در این فرمول R نشان دهنده رزین تبادل کننده است.
حذف سختی کربنات
Ca (HCO3)2 + Na2R ——> CaR + 2NaHCO3
Mg (HCO3)2 + Na2R ——> MgR + 2NaHCO3
حذف سختی غیرکربنات
CaSO4 + Na2R —– > CaR + Na2SO4
CaCl2 + Na2R ——> CaR + CaCl2
MgSO4 + Na2R ——> MgR + Na2SO4
MgCl2 + Na2R ——> MgR + 2NaC1
رزین‌های تبادل یونی پلیمرها آلی دارای گروه آنیونی در ساختار خود هستند. عوامل آنیونی موجود در ساختار رزین‌های پلیمری باعث می‌شوند که در عملیات تبادل یونی کاتیون‌های دو ظرفیتی مانند (Ca++) اتصالات محکم‌تری را نسبت به کاتیون‌های تک ظرفیتی (Ca+) داشته باشند.
در سیستم تبادل یونی pH محیط تغییر نمی‌کند. در سیستم تبادل یونی پایداری آب کاهش می‌یابد. علت کاهش پایداری آب حذف کلسیم و منیزیم و افزایش بسیار کم مواد نامحلول در آب است.
با حذفppm ۱ از کلسیم و منیزیم و جایگزینی آنها با سدیم، میزان مواد نامحلول در آب به ترتیب ۰.۱۵ ppm و ۰.۸۸ ppm افزایش پیدا می‌کند.
زمانی که تمامی یون سدیم موجود در رزین با یون‌های کلسیم و منیزیم مبادله شدند، رزین‌ها برای احیای مجدد با محلول سدیم کلرید شستشو داده می‌شوند. علت شستشوی رزین‌ها در سیستم تبادل یونی جداسازی یون‌های کلسیم و منیزیم از رزین است.
مزیت‌های سیستم تبادل یونی
فرآیند تبادل یونی در مقایسه با روش آهک – سودا دارای مزیت‌های خاصی است که در ادامه گفته خواهد شد:
یکی از مزیت‌های روش تبادل یونی این است که روشی کم هزینه است.
مزیت دیگر این روش آن است که استفاده از مواد شیمیایی مصرفی در روش تبادل یونی برای کاربران آسان‌تر است. همچنین این مواد برای کاربران بی خطر است.
دیگر مزیت روش تبادل یونی در مقایسه با روش آهک- سودا این است که میتوان از آن به صورت کاملاً اتوماتیک استفاده نمود.
واحدهای تبادل یونی
واحدهای تبادل یونی مانند فیلترهای فشار هستند. این واحدها به طور معمول از نوع جریان پایین هستند. حجم و اندازه دستگاه با توجه به تناسب میزان آب تصفیه شده و سختی آب تعیین می‌شود. در طول فرآیند احیا رزین توسط یک سیستم زهکشی که آب تصفیه شده را حذف و آب نمک را به طور یکنواخت توزیع می‌کند پشتیبانی می‌شود.
