دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی

استفاده از روش تبادل یونی در تصفیه آب

استفاده از رزین های تبادل یونی از روش های تولید آب بدون یون درصنایع است با توجه به هزینه بالای تهیه این ترکیبات آشنایی با نحوه بهره برداری صحیح جلوگیری از آلودگی و نحوه رفع آلودگی و بازیافت این ترکیبات از اهمیت خاصی برخوردار است. دراین مقاله درباره دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی و معایب و مزایا در این روش تصفیه آب می پردازیم.

در صورت انجام صحیح روشهای بهره برداری می توان این فرضیه را داد که همه رزین موجود در واحدهای تبادل یون به نحو درستی با مقادیر کافی ماده احیا کننده تماس یافته و به حالتی با نظم شستشو شده اند.

کاربرد دستگاه تصفیه تعویض یونی

روش تعویض یونی در تصفیه آب

فرایندهای تبادل یونی به دو صورت است یعنی آنکه به طور پیوسته و یا ناپیوسته را می توان راهبری کرد. در حالت نا پیوسته، رزین در یک راکتور با آب تصفیه شونده تماس داده می‌شود تا واکنش کامل و انجام شود.

در یک فرایند پیوسته، مواد تبادلی در یک بستر یا ستون آکنده جای گذاری می شود و آب تصفیه شونده از میان آن گذر می‌کند. مبدل های یونی پیوسته بیشتر از نوع ستونی بستر آکنده جریان رو به پایین هستند . فاضلاب تحت فشار از بالای ستون وارد شده و به طرف پایین از میان بستر رزین عبور و سپس از کف خارج می‌شود. پس از آنکه ظرفیت رزین به اشباع رسید، ستون به منظور حذف جامداتی که در دام افتاده است، شست و شوی معکوس شده و بعد احیا می‌شود.

دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی

تصفیه آب باروش تعویض یونی یک واحد فرایندی است که در آن یون های معینی درمواد تبادلی غیر محلول با یون های گوناگون موجود در محلول جایگزین می شود. متداول ترین کاربرد این فرایند در نرم سازی آب شهری است که در آن یون های سدیمی رزین تبادل کاتیونی جایگزین کلسیم و منیزیم در آب تصفیه شده گردیده و سختی آب را کاهش می دهد. تبادل یونی در عملیات تصفیه فاضلاب جهت حذف نیتروژن و فلزات سنگین و کل جامدات محلول استفاده شده است.

به گونه ای دیگر می توان گفت که در دستگاه تصفیه با روش تعویض یونی، دانه های یون زدا، یونهای هیدروژن را با کاتیونها(یون هایی با بار مثبت) و یا یونهای هیدروکسیلی را با یون های آنیون(یون هایی با بار منفی) مبادله می کنند.

كاربردهاي دستگاه تصفيه آب در توليد آب شرب

کاربردهای دستگاه تصفیه آب تعویض یونی

این سیستم ها به صورت گسترده در صنایع غذایی و دارویی و قند و شیرینی و هسته ای و نیمه رساناها و تصفیه آب های زیرزمینی و تصفیه فاضلاب و تولید آب شرب استفاده می شود. یکی از مهم ترین کاربردها در این رزین‌ها، تولید آب بسیار خالص برای صنایع الکترونیکی و  هسته‌ای است.

تعریف فرآیند تبادل یونی یا تعویض یونی چیست؟

فرآیند تبادل یونی یا تعویض یونی یک واکنش شیمیایی است. این واکنش به حالت برگشت پذیر بین یون های فاز مایع و یون های فاز جامد ( رزین تبادل یونی ) است. یون های خاصی درون فاز مایع با مبدل یونی جامد یا رزین جذب می شوند و برای ایجاد حالت خنثی، مبدل جامد یون هایی را به درون مایع آزاد می کند که جایگزین یون های جذب شده می شوند.

ساخت دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی

فیلتر رزینی هم چون سایر فیلتر هایی که تحت فشار هستند از جمله فیلتر شنی و فیلتر کربنی دارای یک مخزن استوانه ای شکل به حالت ایستاده است که از ورق فولادی، مواد پلی پروپیلن یا کامپوزیتی FRP ساخته می شود. درون آن رزین های تبادل یونی قرار دارند. ساخت فیلتر تعویض یونی بهتر است که با بالاترین کیفیت انجام شود تا برای استفاده مطمئن در محل مورد نیاز نصب و راه اندازی شود.

دستگاه تصفيه آب تبادل يوني در نيمه رساناها

نحوه عملکرد دستگاه تبادل یونی

در این سیستم آب از بالای فیلتر وارد می شود و پس از آنکه از رزین عبور کند از پایین دستگاه خارج می شود.  در جهت جلوگیری از خارج شدن رزین ها، در کف فیلتر مجموعه ای نازل است که بر روی آن را یک بستر سیلیس یا آنتراسیت قرار گرفته است.

مزایای دستگاه تصفیه آب با روش تبادل یونی

• حذف مواد معدنی مضر حل شده در آب به طور موثر
• قابلیت بازیافت یا سرویس حذف یون.
• سرمایه گذاری تقریبا ارزان.

معایب دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی

• رزین باید پس از اینکه تمام هیدروژن و یا یون های هیدروکسیلی خود را برای آلودگی های موجود در آب مبادله کردند باید مجدد احیا شوند. این مسئله هزینه بر در دراز مدت و بسیار وقت گیر است.
• ذرات بیماری زا و میکروبها و ویروس ها به طور موثر حذف نمی شوند.
• خروجی آب در روش تبادل یونی بسیار نرم و سطح سختی آب را بسیار کاهش می دهد. تمام مواد مفید محلول درآب را جذب می کند و به اصطلاح آب کاملا فقیر می شود. از این رو برای مصارف انسانی خیلی توصیه نمی شود.

سخن آخر

در جع بندی این مطلب باید بگویم که دستگاه تصفیه آب با روش تعویض یونی سازگاری بسیار بالایی با محیط زیست دارد زیرا فقط با مواد و محتویات موجود در آب برخورد می کند. . تبادل یونی در عملیات تصفیه فاضلاب جهت حذف نیتروژن و فلزات سنگین و کل جامدات محلول استفاده شده است.