فرآیند تبادل یونی

فرآیند تبادل یونی

فرآیند تبادل یونی یکی از اشکال پدیده جذب سطحی است که در آن فاز سیال در تماس با فاز جامد جاذب قرار می‌گیرد. طی این تماس برخی از اجزای موجود در فازسیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌گردند.

تصفیه آب به روش سیستم تبادل یونی

فرآیند تبادل یونی یکی از شکل‌های پدیده جذب سطحی است.

طی این فرآیند فاز سیال در تماس باز جامد جاذب قرار می‌گیرد.

در این تماس برخی از اجزای موجود در فاز سیال جذب فاز جامد شده و از سیال جدا می‌شوند.

فرآیند تبادل یونی فرآیندی برگشت پذیر است.

در طول این فرآیند یون‌های خارجی موجود در آب جذب گروه‌های عاملی قرار گرفته بر روی شبکه پلیمری (فاز جامد) می‌شوند.

به این ترتیب هرگونه ناخالصی یونی آب برطرف می‌شود.

پس از اشباع شدن گروه‌های عاملی، سیستم تحت عملیات بازیابی و شستشوی شیمیایی قرار گرفته و مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اهداف استفاده از سیستم‌های تبادل یونی

از سیستم‌های تبادل یونی به دو منظور سختی‌گیری و نیز تولید آب با خلوص بالاتر استفاده می‌شود.

الف) تفاوت از لحاظ استاندارد

سیستم‌های تبادل یونی به عنوان سختی‌گیر آب مورد نیاز صنعت به لحاظ استاندارد با آب مورد نیاز شرب بسیار متفاوت است.

نکته‌‌ای که در آب مورد نیاز اکثر صنایع حائز اهمیت است، حذف املاحی که می‌توانند در صورت فراهم آمدن شرایط رسوب نمایند.

یکی از بیشترین مصارف آب در صنعت تولید بخاراست. در این صنعت وجود عوامل رسوب کننده در آب می‌‌توانند باعث کاهش عمر تأسیسات مورد استفاده در آن شود.

عوامل رسوب کننده مذکور بیشتر با عنوان سختی شناخته می‌‌شوند.

اینجا را هم بخوانید اجزای سختی‌گیررزینی

در تعریف علمی کلیه کاتیون‌های با ظرفیت الکتریکی بیشتر از یک را سختی نامیده می‌شود.

بنابراین در اغلب صنایع تنها حذف سختی آب مد نظر است. حذف سختی آب هزینه به مراتب کمتری نسبت به حذف کل یون‌های موجود در آب در بر دارد. به همین علت سیستم‌های تبادل کننده یونی خاصی برای این منظور تولید شده‌اند که با عنوان رزین‎های پایه سدیمی معروف هستند.

به عبارت دیگر این رزین‌ها، سختی آب مانند یون‌های کلسیم، منیزیم و… را جذب و به جای آن سدیم آزاد می‌کنند.

باید توجه نمود که در این روش کل آنیون‌ها و کاتیون‌های آب ثابت می‌ماند. تنها چیزی که تغییر می‌کند نوع یون‌ها است. محدودیت این روش این است که برای TDS های بالای ۱۰۰۰جواب‌گو نیست و باید از روش‌های دیگری استفاده شود. احیاء این سختی‌گیرها به وسیله محلول آب و نمک انجام می‌شود.

ب)خلوص بالاتر نسبت به رزین اسیدی و رزین بازی

سیستم‌های تبادل یونی برای تولید آب با درجه خلوص بالا از دیگر رزین‌های استفاده شده در صنعت تصفیه آب ( رزین‌های اسیدی و رزین‌های بازی ) هستند که در گذشته در محدوده بسیار وسیع‌تری استفاده می‌شدند.

در واقع این روش می‌تواند نیاز صنایع به آب فوق خالص را مرتفع سازد این رزین‌ها به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم می‌شوند و می‌توانند در آرایش‌های مختلفی قرار گرفته و آب فوق خالص تولید نمایند.

امروزه از این روش در خروجی آب تصفیه شده توسط RO به منظور تولید آب با EC<0.2 استفاده می‌شود.