رزین تبادل یونی

 رزین تبادل یونی

شرکت اطلس آب عرضه کننده رزین های تبادل  کننده یونی سختی گیر رزینی از برترین برند های اروپایی  رزین پرولایت PUROLITE جهت استفاده در صنایع آّب و فاضلاب ,دارویی, بهداشتی

رزین های تعویض یونی جامدات نا محول درون آب می باشند که می توانند به وسیله تبادل کننده یونی برای جذب کاتیون ها بکار گرفته شوند. این پدیده تعویض یونی اصولا" ترکیبی از جذب سطحی و فرآیند نفوذ می باشد و سرعت  واکنش را عمل انتقال جرم که یونها را از سیال به سطح رزین و یا تا سطح رزین به سیال می رساند. را تعیین می کند. 

ویژگی های که این نوع رزین ها را برای کاهش آب خروجی مطلوب می کند. عبارت است از مواردی همچون 

1- حد نصاب رنگ و کدورت آب خام در تماس با رزین کم باشد.

2- سختی موجود بیشتر از نوع غیر کربناتی آب باشد

3- حجم آب مورد نیاز مصرف کم باشد

4- سختی آب نوسان داشته باشد

شیمی رزین ها 

اصولا" محلول های الکترولیت ها دارای یون های مثبت(کاتیونی) و یون های با بار منفی (آنیونی) می باشند. که از نظر بار الکتریکی خنثی می باشند. به این صورت که مجموعه آنیون ها و مجموعه کاتیون ها از نظر بار الکتریکی با هم برابرند. این نوع رزین ها از نظر الکتریکی خنثی می باشند. ولی شایان ذکر است که تعویض کننده ها با محلول الکترولیت  این تفاوت را دارند که فقط یکی از دو یون  متحرک و قابل تعویض می باشند. 

اصولا" شرایط لازم برای مفید بودن یک تعویض کننده یونی جامد دارای عوامل فراوانی همچون موارد ذکر شده می باشد1- خود داری یون باشد 2- در آب غیر محلول باشد 3- فضای کافی در شبکه وجود داشته باشد اکثر این نوع رزین ها در شبکه تصفیه آب بکار می روند 

رزین های تبادل یونی توسط شرکت های سازنده در انواع مدل ها با کارایی های مختلف تولید می شود .

رزین های آنیونی

رزین های کاتیونی

مشخصات انواع رزین 

رزین تبادل یونی کاتیونی ضعیفC-105    PUROLITE   

رزین تبادل یونی قوی   C-100   PUROLITE                 

رزین تبادل یونی انیونی ضعیف  PUROLITE       A-100

رزین های تبادل یونیA-450   PUROLITE 

رزین های آنیونی ضعیف 

این نوع رزین ها مثل رزین های کاتیونی ضعیف عمل می کنند و قادر به حذف اسیدهای معدنی همچون H2SO4 ویا HCI می باشند. و قادر می باشند که اسید های ضعیفی همچون اسید کربنیت  نمی باشند. و اصولا" این نوع رزین ها جاذب می باشند. این نوع رزین های ضعیف بر نوع رزین های آنیونی قوی برتری چشمگیری دارند. در صورت استفاده رزین های آنیونی قوی مواد آلی باعث آلودگی این نوع رزین می شوند. 

مقایسه کردن رزین های آنیونی ضعیف و رزین های آنیونی قوی 

الف- رزین های آنیونی ضعیف توانایی تبادل یونی محدودی نصبت به نوع قوی آن دارند.

ب- رزین آنیونی ضعیف ظرفیت بالاتری نصبت به نوع مشابه قوی دارند

ج- بعد از اشباع شدن رزین ضعیف احیای آن میزان کمتری ماده شیمیایی مورد نیاز است    

 مزایا و محدودیت های روش تبادل یونی دستگاه سختی گیر رزینی

1- سهولت در نصب و راه اندازی 

2- اگر رزین به درستی مورد استفاده قرارگیرد می توان تا 15 سال از رزین ها استفاده کرد

3- قابلیت استفاده در ظرفیت های مختلف در دستگاه سختی گیر رزینی

4- نداشتن فاضلاب آلوده برای محیط زیست

در کنار این کاربرد های مفید رزین ها دارای محدودیت هایی نیز می باشند که از جمله آنها می توان به مواردی همچون نکات زیر اشاره کرد.

1- استفاده از سختی گیر رزینی FRP در TDS 800 به بالا مقرون به صرفه نمیباشد. 

2-این روش برای آب های با کاربرد صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند و برای آب های آشامیدنی مناسب نیستند.

3- اجسام غیر یونیزه  قابلیت تبادل یونی را ندارند.

4- دما برای این نوع واحد ها نباید از 10درجه سانتی گراد کمتر باشد.

5- حد مجاز آهن. منگنز و فلزات سنگین در مجموع می بایست کمتر از 0/1PPM باشد.

6- آب ورودی به سختی گیر رزینی می بایست فاقد املاح معلق .اجسام. کلوِیدی و انواع چربی و مواد های آلی باشد. 

 این نوع رزین ها به جای گروه های اسیدی دارای گروه های بازی هستند. گروه های دارای بازی آمین نوع 1و2و3 از نوع ضعیف نام برده می شود. 

رزین و سختی گیر

رزین پرولایتC100Eچیست؟ سوالی است که در طول این محتوا ما به آن پاسخ خواهیم داد. البته ما می خواهیم در مورد ویژگی ها و قیمت رزین پرولایت C100E نیز مطالبی را بیان کنیم. پیش از هر چیز باید در مورد این که رزین چیست و چه کاربردی دارد توضیحاتی ارائه دهیم. شاید بدون اغراق بتوان گفت مهمترین واحد تشکیل دهنده در هر دستگاه تصفیه آب، رزین موجود در آن است. وجود رزین در سختی گیرهایی که بر اساس تبادل یونی عمل می کنند ضرورت دارد. رزین به کار رفته در دستگاه های تصفیه آب و سختی گیرها، از دو ماده مختلف تولید می شود. این دو ماده عبارتند از، دی وینیل بنزن و پلی استایرن. پلی استایرن، از نظر فیزیکی ساختار اسفنجی دارد. دیونیل بنزن به واسطه خاصیت الاستیکی و ارتجاعی که دارد، پلی استایرن اسفنجی را به دانه های کروی شکل رزین، تغییر شکل می دهد.

انواع رزین سختی گیر

رزین ها، انواع مختلفی دارند. هر کدام از این انواع برای استفاده در سختی گیرها و انجام فرایند تبادل یونی مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی انواع رزین های به کار رفته در سختی گیرها را می توان در سه دسته زیر جای داد. 

-  رزین های آنیونی 

-  رزین های کاتیونی

-  رزین های ترکیبی

رزین پرولایت ترکیبی را رزین میکس بد (Mix bead) نیز می نامند. این نوع رزین از ترکیب دو رزین کاتیونی و آنیونی تشکیل می شود. استفاده از این نوع رزین برای آب هایی که دارای میزان غلظت یون بالایی هستند کاربرد فراوان دارد. استفاده از این رزین های ترکیبی به طور خاص در سختی گیرهای به کار رفته در موتورخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. برای تهیه رزین های ترکیبی گفته شده، درصد زیر استفاده می شود. ترکیب چهل درصد رزین کاتیونی و شصت درصد رزین آنیونی بهترین رزین میکس بد را به دست خواهد داد. 

رزین پرولایت C100E نوع خاصی از رزین های کاتیونی است. به طور کلی رزین های کاتیونی از یک بخش پایدار به نام سولفونیک و یک بخش ناپایدار تشکیل می شوند. بخش متحرک و ناپایدار ممکن است کاتیون هیدروژن یا سدیم باشد. نماد رزین های کاتیونی RH است.

-  R بنیان رزین را معرفی می کند. 

-  H نماد کاتیون به کار رفته در رزین است.

رزین های کاتیونی متداول ترین رزین های مورد استفاده می باشند. همانطور که گفتیم رزین پرولایت C100E یک رزین کاتیونی است که پتانسیل بسیار بالایی دارد. ویژگی خاص این رزین، این است که به عنوان یک سیستم نرم کننده عمل خواهد کرد. رزین پرولایت C100E به واسطه کیفیت بی نظیری که دارد در سیستم های خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

رزین های آنیونی نیز دارای یک بخش پایدار و یک بخش ناپایدار هستند. بخش متحرک و ناپایدار این رزین ها، عمدتا دارای آنیون است. از رزین های آنیونی برای جذب و حذف آنیون هایی از جمله اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید کلریدریک استفاده می شود. رزین های آنیونی را به دو دسته تقسیم می کنند. رزین های آنیونی ضعیف و قوی؛ یکی از معروف ترین برند ها، رزین پرولایت C100E است. نماد رزین های آنیونی ZOH است.

-  Z  بنیان رزین را نشان می دهد. 

-  OH نماد هیدروکسیل موجود در رزین است.

طول عمر رزین

ما در بالا اشاره کردیم رزین پرولایت C100E یک برند معتبر و شناخته شده در بازار است. همچنین اشاره کردیم رزین های آنیونی و کاتیونی در دو دسته ضعیف و قوی وجود دارند. رزین های کاتیونی را به دو دسته رزین های کاتیونی اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می کنند. همچنین رزین های آنیونی را به دو دسته رزین های آنیونی بازی ضعیف و قوی تقسیم می کنند. رزین های ضعیف، چه کاتیونی باشند و چه آنیونی بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارند. علاوه بر این قیمت رزین های کاتیونی و آنیونی ضعیف، گران تر از انواع قوی است.

استفاده از رزین های ضعیف در فیلتراسیون آب به صورت عمده انجام می گیرد. مدت زمان عمر مفید یک رزین به موارد مختلفی بستگی دارد. از جمله مهمترین مواردی که تعیین کننده طول عمر رزین می باشند می توان به تعداد دفعاتی که رزین احیا شده است، اشاره داشت. همچنین میزان کیفیت رزین بر طول عمر آن اثر دارد. در صورتی که رزین مورد نظر روزانه یک بار احیا شود و زیاد در معرض آلودگی قرار نگیرد؛ طول عمر بیشتری خواهد داشت.

از جمله عواملی که موجب کاهش عمر مفید و عملکرد رزین می شوند می توان به موارد زیر اشاره کرد. عواملی که در ادامه ذکر خواهیم کرد، موجب کاهش عمر رزین پرولایت C100E نیز می شوند. بنابراین توجه به آن ها برای ممانعت از کاهش عمر انواع رزین به ویژه رزین پرولایت C100E اهمیت دارد. 

-  عدم استفاده از سیلیس در کف مخزن سختی گیر

-  اکسیداسیون و از بین رفتن خاصیت الاستیک مواد تشکیل دهنده رزین 

-   عدم ارتفاع مناسب رزین 

-  عدم نظم در زمان های احیای رزین

-  عدم استفاده از شیر اتوماتیک

-  بالا بودن میزان مواد معلق موجود در آب

-  عدم انجام احیای رزین به وسیله محلول آب و نمک

محاسبه میزان رزین سختی گیر 

رزین استفاده شده در یک سختی گیر می بایست به صورت مداوم تعویض شود. در صورت استفاده از رزین پرولایت C100E نیز می بایست در فواصل زمانی منظم و دقیق فرایند تعویض و احیا را انجام داد. بنابراین ضرورت دارد میزان یا مقدار رزین مورد نیاز را محاسبه نمود. مهمترین نکته در محاسبه میزان رزین مورد نیاز برای استفاده در یک سختی گیر، توجه به ظرفیت سختی گیر است. هر چقدر ظرفیت سختی گیر در سختی زدایی از آب بیشتر باشد، به میزان بیشتری رزین نیاز دارد. به طور کلی عوامل مختلفی برای محاسبه میزان رزین باید مورد توجه قرار بگیرند. مهمترین عامل ظرفیت دستگاه سختی گیر است. در زیر برخی از مهمترین عواملی که بر محاسبه میزان رزین پرولایت C100E در سختی گیر اثر دارند را ذکر خواهیم کرد.

-  تعیین سرعت گذر سیال از دستگاه

-  ظرفیت دستگاه سختی گیر 

-  مدت زمان احیای رزین 

-  نوع رزین به کار رفته در دستگاه سختی گیر

-  مدل رزین به کار رفته در دستگاه سختی گیر

-  تعیین میزان سختی آب ورودی به دستگاه سختی گیر

به طور کلی چهار روش مختلف برای محاسبه میزان رزین سختی گیر وجود دارد. قابل ذکر است که روش های ذکر شده در ادامه برای محاسبه میزان رزین پرولایت C100E نیز مورد استفاده قرار می گیرند 

-  محاسبه به کمک ظرفیت سختی گیر

-  محاسبه به کمک حجم مخزن سختی گیر

- محاسبه به کمک ظرفیت گذر آب

- محاسبه به کمک ظرفیت سرمایشی برج خنک کننده

رزین پرولایت C100E

یکی از انواع رزین های با کیفیت و معتبر موجود در بازار، رزین پرولایت C100E است. برای نرم شدن آب مصرفی لازم است از رزین استفاده کرد. رزین پرولایت C100E علاوه بر این که برای نرم کردن آب مورد استفاده قرار میگیرد برای تصفیه انواع نوشیدنی ها و فرآوری مواد غذایی نیز استفاده می شود. رزین پرولایت C100E از یک پلیمر خاص تشکیل می شود. این پلیمر از ترکیب ژل پلی استایرن و دی وینیل بنزن تشکیل می شود. رزین پرولایت C100E از نظر ظاهری کاملا کروی شکل است. سیکل عملکردی این رزین، سدیمی است.

توانایی حرکت و جنبش در رزین پرولایت C100E بسیار بالا است. میزان رطوبت موجود در دانه های کروی رزین پرولایت C100E بر سرعت حرکت و جنبش مولکول ها اثر بسزایی دارند. توانایی دانه های کروی شکل رزین ذکر شده برای نگهداری رطوبت تقریبا 50 درصد است. دانه های کروی شکل رزین پرولایت C100E از نظر اندازه و سایز در محدوده 300 تا 1200 میکرومتر جای دارند. رزین پرولایت C100E تولید شده در بازار، مدل های مختلفی دارد. از جمله رزین پرولایت های با درصد خلوص بالا می توان به رزین پرولایت C100E اشاره کرد. رزین ذکر شده در شرکت پرولایت انگلستان تولید می شود. دلیل نام گذاری آن نیز همین مورد است. برخی از استانداردهای رعایت شده در تولید رزین پرولایت C100E عبارتند از موارد زیر:

- استاندارد FDA

-  استاندارد WQA

- استاندارد NSF

-  استاندارد ANSI-61

رزین پرولایت C100E برای نرم کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که در بالا نیز اشاره کردیم سیکل این رزین سدیمی است. منظور از سیکل سدیمی این است که برای حذف سختی آب ، از یون سدیم بهره خواهند برد. برای نرم شدن آب توسط رزین پرولایت C100E لازم است رزین با آب مورد نظر تماس برقرار کند. هنگام برقراری تماس، فرایند تبادل یونی بین منیزیم و کلسیم موجود در آب و سدیم موجود در رزین پرولایت C100E انجام می گیرد. قطر دانه های رزین پرولایت حداکثر 1200 میکرومتر است. در حالی که دانه هایی با قطر کمتر از 300 میکرومتر را هم می توان در مجموعه رزین ذکر شده نیز مشاهده کرد. این دانه ها حدود یک درصد از حجم رزین را تشکیل می دهند.

از جمله، مهمترین موارد کاربرد رزین پرولایت C100E می توان به دو مورد اشاره کرد. اولین مورد برای حذف سختی موجود در آب شرب است. دومین کاربرد نیز نرم کردن آب های مورد استفاده در صنعت می باشد. همچنین از جمله ویژگی ها و خصوصیات شاخص هیدرولیکی رزین پرولایت C100E  می توان به کاهش فشار و امکان شست و شوی معکوس آن اشاره کرد. کاهش فشار در رزین پرولایت C100E به چند عامل مختلف بستگی دارد. این عوامل عبارتند از

-  اندازه ذرات رزین

-  عمق رزین

-  حجم خالی موجود در رزین

-  دبی جریان ورودی به دستگاه

-  ویسکوزیته آب ورودی به دستگاه

مناسب ترین دبی برای ورود آب به رزین پرولایت C100E می بایست بین 10 تا 40 متر مکعب بر ساعت باشد. به طور کلی برای محاسبه میزان کاهش فشار در رزین پرولایت C100E به دو شاخص دما و سرعت جریان آب ورودی نیاز است. کاهش دمای آب ورودی در یک سرعت ثابت می تواند به افزایش افت فشار منتهی شود.

مزیت ها و فواید رزین پرولایت C100E 

برخی از فواید رزین پرولایت C100E به شرح زیر می باشند.   

-  قابلیت بک واش و احیا رزین

-  وجود عملکرد جنبشی (تسریع در تعویض و تبادل یونی)

-  پایداری فیزیکی رزین

-  پایداری شیمیایی رزین

- همگن بودن دانه های رزین به کار رفته ( حداقل قطر 300 میکرومتر و حداکثر قطر 1200 میکرومتر) 

کارایی و عملکرد رزین پرولایت C100E 

تنها نکته ای که می توان به کمک آن کارایی و عملکرد رزین پرولایت C100E را مورد بررسی قرار داد، میزان سختی موجود در آب خروجی است. میزان سختی آب ورودی به دستگاه سختی گیر باید مشخص و معین باشد. همچنین در پایان کار لازم است درجه سختی آب خروجی از سختی گیر را نیز بررسی نمود. کاهش درجه سختی آب خروجی از دستگاه نشان دهنده کارایی و عملکرد مثبت آن خواهد بود. از جمله عواملی که بر افزایش کارایی رزین پرولایت C100E در سیکل سدیم موثر هستند می توان به موارد زیر اشاره نمود.

- غلظت محلول احیا کننده رزین

- سختی کل آب ورودی به دستگاه

-  مقدار سدیم موجود در آب ورودی دستگاه

-  دبی جریان آب ورودی به دستگاه سختی گی

احیای رزین پرولایت C100E 

در صورت استفاده مداوم از رزین پرولایت C100E لازم است برای احیای آن اقدام کرد. احیای رزین از آن جهت اهمیت دارد که پس از مدتی بستر رزین خالی از سدیم شده و سرشار از کلسیم و منیزیم می شود. با اشباع شدن رزین از کلسیم و منیزیم، کارایی آن از دست خواهد رفت. بنابراین می بایست برای احیای آن اقدام نمود. محلول آب نمک مورد استفاده برای احیای رزین پرولایت C100E می بایست دارای خلوص حداکثر بیست درصد باشد. مدت زمان لازم برای احیای رزین پرولایت، حداکثر یک ساعت است. احیای رزین پرولایت C100E می بایست در فواصل زمانی مشخص و منظم انجام گیرد. طول عمر رزین پرولایت C100E حداکثر هشت سال است. در صورتی که کیفیت آب ورودی به رزین خوب باشد طول عمر آن به ده سال افزایش خواهد یافت.

قیمت رزین پرولایت C100E

قیمت رزین پرولایت C100E به عوامل مختلفی بستگی دارد. به طور مثال گرید رزین یکی از عوامل تعیین کننده قیمت آن است. منظور از گرید رزین این است که محصول تولید شده برای استفاده در صنعت است یا برای مصارف خانگی مناسب است. همچنین کاربرد آن نیز بر قیمت رزین اثر بسزایی دارد. در واقع این که رزین مورد نظر را برای تصفیه آب می توان استفاده کرد یا برای فرآوری مواد غذایی بر قیمت آن اثر خواهد داشت. شرکت تولید کننده آن نیز اهمیت خواهد داشت.