مبانی بازسازی رزین تصفیه آب
مبانی بازسازی رزین تصفیه آب
بازسازی فرآیندی است که دانه‌های رزین تبادل یونی (رزین تصفیه آب) را که تخلیه شده‌اند (کاملاً شارژ شده) می‌گیرد و یون‌هایی را که در طول چرخه انباشته شده‌اند حذف می‌کند تا رزین بتواند به استفاده خود ادامه دهد.
سیستم‌های تبادل یونی شامل بسترهایی از دانه‌های رزینی است که قادر به جذب سختی یا عناصر دیگر توسط تبادل یونی هستند. سپس دانه‌های رزین را می‌توان با نمک با غلظت بالا (10% نمک) یا سایر مواد شیمیایی کاهش‌دهنده بازسازی کرد تا ظرفیت رزین بازیابی شود و سیستم به‌طور مکرر برای سال‌ها استفاده شود.
بازسازی بستر رزین تبادل یونی شامل چندین فرآیند می شود، از جمله:
شستشوی معکوس
تزریق شیمیایی
شستشوی آهسته
شستشوی سریع
اولین گام در بازسازی، شستشوی معکوس سیستم با جریان آب از پایین بستر به سمت عقب است. این کار تخت را بلند می کند و کثیفی، زباله ها و سایر مواد نامحلول را از تخت جدا می کند. همچنین به از بین بردن تخلخل در بستر رزین کمک می کند و رزین را تغییر می دهد. شستشوی معکوس برای به حداقل رساندن افت فشار و اطمینان از جریان یکنواخت در بستر ضروری است. شستشوی معکوس معمولی فقط در سیستم های جریان همزمان انجام می شود. در یک سیستم جریان مخالف، شستشوی معکوس تنها در صورت نیاز اتفاق می افتد.
سپس بستر ته نشین شده و با محلول آب نمک یا سایر مواد شیمیایی احیا کننده بازسازی می شود. این مرحله سختی یا سایر یون ها را حذف می کند و رزین را به شکل اولیه خود که برای شروع یک چرخه سرویس جدید لازم است برمی گرداند.
پس از بازسازی، یک مرحله شستشوی آهسته ادامه می‌یابد تا ماده احیاکننده را از طریق بستر فشار دهد تا تبدیل مجدد ادامه یابد و ماده احیا کننده از سیستم خارج شود. شستشوی سریع، شستشوی نهایی با آب خام برای اطمینان از حفظ کیفیت آب پس از بازسازی است. در سیستم های جریان مخالف، می توان یک مرحله چرخش را به عنوان جایگزینی برای شستشوی فلاش گنجاند. چرخه بین رزین های کاتیونی و آنیونی، مواد شیمیایی احیا کننده باقیمانده را حذف می کند.
پس از تمیز کردن، بستر رزین دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. زمان کل بازسازی کمتر از 2 ساعت و کل مصرف آب حدود 7 برابر حجم رزین است: 15 لیتر بستر = 105 لیتر (50 gal/ft3). دفع فاضلاب.
هنگامی که سیستم رزین بازسازی می شود، تنها حدود 60 تا 80 درصد از ظرفیت کل رزین تبادل یونی قابل بازیابی است. مقداری سختی یا یون های عنصری روی و در رزین باقی می مانند. هنگامی که برای استفاده بعدی استفاده می شود، برخی از این ترکیبات باقیمانده از رزین آزاد می شوند و به پساب می رسند.
پنج چرخه در سیستم نرم کننده آب
1. سرویس - آب در حال نرم شدن است.
2. شستشوی معکوس - جهت جریان معکوس شده و ذرات سیلت، رسوب و آهن از رزین خارج می شوند. چرخه شستشوی معکوس در نرم کننده های معمولی به سرعت جریان حدود 13 لیتر در دقیقه (3 گالن در دقیقه) نیاز دارد. مصرف آب برای بازسازی اکثر نرم کننده های خانگی 300 تا 450 لیتر (70-100 گالن) است.
3. آب نمک – محلول آب نمک به آرامی از رزین عبور داده می شود تا زمانی که رزین تا حد امکان سدیم را حفظ کند.
4. شستشو - آب نمک اضافی از رزین شسته می شود.
5. شستشوی سریع - بستر رزین برای حداکثر بازده عملیاتی فشرده شده است.
سپس نرم کننده آب به چرخه سرویس باز می گردد.
انواع رزین های تبادل یونی
دو نوع مواد تبادل یونی وجود دارد:
مواد تبادل کاتیونی (+) – جایگزین یون های دارای بار مثبت در آب با سایر یون های پیش اشباع با بار مثبت می شود.
مواد تبادل آنیونی (-) – جایگزین یون های دارای بار منفی در آب با سایر یون های پیش اشباع و دارای بار مثبت می شوند.
انواع رزین را می توان بیشتر به چهار گروه تقسیم کرد:
رزین تبادل کاتیونی اسید قوی – اگر اشباع کننده H+ باشد، می تواند هر کاتیونی را از آب حذف کند و اگر پیش اشباع کننده سدیم (Na+) باشد، یون های دو ظرفیتی را حذف می کند.
رزین تبادل کاتیونی اسید ضعیف - گروه ثابتی که محل تبادل را ایجاد می کند یک گروه کربوکسیلیک است. آنها عمدتا برای حذف قلیاییت و برخی کاربردهای منحصر به فرد استفاده می شوند.
رزین تبادل آنیونی با پایه قوی - وقتی یون پیش اشباع OH باشد - می توانند هر آنیونی را حذف کنند.
رزین تبادل آنیونی با پایه ضعیف
ظرفیت مبادله رزین تبادل یونی
حداکثر تعداد یون هایی که رزین می تواند قبل از بازسازی تبادل کند ضروری است. به صورت میلی‌اکی‌والان در هر میلی‌لیتر رزین یا کیلوگرم بر فوت مکعب CaCO3 بیان می‌شود که 1 kg/ft3 = 21.8 meq/ml است.
ظرفیت ستون به صورت – C * XA * Vresin تعریف می شود
در جایی که C ظرفیت تبادل رزین است، XA کسری از مکان هایی است که می تواند توسط یون خاص اشغال شود و Vresin حجم رزین است.
برای آشنایی کامل با مباحث تصفیه آب می توانید از سایت زیر دیدن کنید: