• خانه
  • تصفیه آب
  • سختی گیر رزینی

سختی گیر رزینی

پکیج سختی گیر کاتیونی یکی از روشهای تصفیه آب می باشد که در آن به وسیله رزین های کاتیونی، سختی موقت آب کاهش می یابد و اصطلاحاً آب نرم تولید می گردد. آب نرم به منظور استفاده در پکیج دیگ بخار (Boiler)، مبدلهای حرارتی، برج خنک کن (Cooling tower) و تولید انواع مواد شوینده و سایر مصارف صنعتی به کار می رود.
در پکیج سختی گیر کاتیونی، یونهای کلسیم و منیزم در تبادل با رزین ها قرار گرفته و با سدیم موجود در سرشاخه رزین کاتیونی جابجا یا اصطلاحاً مبادله می گردند. در طی این فرایند، سختی کل یا همان Total Hardness کاهش می یابد. سختی کل (Total Hardness) عامل اصلی رسوب بر روی لوله ها و مبدل های حرارتی که در دمای بالا کار می کنند، می باشد. این رسوبات آب علاوه بر ایجاد مشکل گرفتگی، سبب کاهش راندمان تجهیزات و افزایش هزینه انرژی نیز می گردند.
شرکت فنی مهندسی طرح و کار در زمینه تولید انوع پکیج های تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی به منظور تولید آب دمین (نرم) به وسیله معتبرترین برندهای تولید کننده رزین سختی گیر کاتیونی شامل PUROLITE انگلستان و Amberjet آمریکا به فعالیت می پردازد. این پکیج ها در دبی های مختلف و برای انواع آب های سخت طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی می گردند.

سختی گیر کاتیونی
شرح فرآیند پکیج تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی
در یک پکیج کاتیونی، تبادل یون توسط رزین های کاتیونی به منظور حذف سختی آب صورت می گیرد. Hardness آب به غلظت یونهای کلسیم و منیزم بر حسب mg/lit CaCO3 اطلاق می گردد. در اثر عبور آب از داخل یک پکیج سختی گیر کاتیونی یونهای کلسیم و منیزم موجود در آب با سدیم موجود در سرشاخه رزین کاتیونی، تعویض می گردند، به گونه ای که هم محلول و هم رزین از نظر بار الکتریکی خنثی باقی می ماند. تعویض کننده ها دارای این خاصیت هستند که فقط یکی از دو یون، متحرک و قابل تعویض است. به عنوان مثال یک تعویض کننده (رزین) کاتیونی دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که کاتیون های متحرکی مثل Na  (سدیم) یا H (هیدروژن) به آن متصل هستند. به همین صورت یک تعویض کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل (کلراید) Cl یا OH (هیدروکسیل) به آن متصل می باشد.
در پکیج تصفیه آب به روش سختی گیری کاتیونی به منظور حذف کلسیم و منیزیم، آب سخت از میان بستر رزینهای تبادل یونی که در داخل یک مخزن استوانه ای و عمودی قرار دارند، عبور می نماید. رزین تبادل یونی کاتیونی، سدیم موجود خود را با کلسیم و منیزیم موجود در آب جابجا می نماید. به گونه ای که آب عبوری از بستر رزین نرم (Soft) شده و به جای آن حاوی یون سدیم می گردد. در این شرایط کلسیم و منیزیم در داخل رزین جای گرفته اند. رزین کاتیونی در یک پکیج سختی گیر، دارای ظرفیت نامحدود نمی باشد و پیش از آنکه ظرفیت رزین اشباع گردد (معمولا بین 8 تا 12 ساعت) رزین ها نیاز به احیا دارند و می باید عملیات احیاسازی با محلول نمک طعام انجام شود. فرآیند احیا پکیج سختی گیر کاتیونی در یک واحد تصفیه آب شامل شستشوی معکوس، احیا به وسیله آب و نمک و آب کشی نهایی می باشد. این عملیات در حدود 1 الی 2 ساعت به طول می انجامد و مجددا ستون کاتیونی آماده تولید آب نرم می گردد.

فرایند احیا با آب نمک در پکیج تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی
همانطور که در شرح فرایند تصفیه آب توضیح داده شد، ظرفیت رزین های تعویض یونی کاتیونی که به جهت سختی گیر به کار می روند نامحدود نمی باشد. در مجموع ظرفیت یک پکیج سختی گیر کاتیونی بر اساس حجم رزین ظرفیت به واحد Grain نامگذاری می شوند. به طور نمونه یک واحد با 300 لیتر رزین 300,000 Grain می باشد.
همانطور که گفته شد در ساختار رزین سختی گیر کاتیونی یک شاخه آلی وجود دارد که به آن سدیم Na متصل می باشد. هنگامی که در یک پکیج سختی گیر کاتیونی، آب حاوی کلسیم و منیزم (آب سخت) در تماس با رزین سختی گیر کاتیونی قرار می گیرد، یونهای دو ظرفتی کلسیم و منیزم به دلیل بار الکتریکی بالاتر نسبت به سدیم بر روی شاخه رزین جایگزین شده و در نتیجه سدیم وارد آب می شود. به این تبادل اصطلاحاً تعویض یونی اطلاق می گردد. در نتیجه این عمل ظرفیت رزین های کاتیونی به تدریج اشباع شده و نیاز به احیا به وسیله آب و نمک می باشد.
در فرایند احیا پکیج سختی گیر کاتیونی در واقع یونهای سدیم که با کلسیم و منیزیم تعویض گردیده اند مجددا بازگردانده می شوند. باید توجه نمود که قبل از احیا پکیج سختی گیر کاتیونی، نیاز به شستشوی معکوس بستر سختی گیر می باشد تا در صورتی که ذرات معلق یا گل و لای در بستر سختی گیر کاتیونی به دام افتاده باشد، خارج گردد.
در مرحله بعد احیا به وسیله آب و نمک ده درصد روی می دهد. در این مرحله احیا به علت غلظت بسیار بالای یون سدیم مجددا به زنجیره رزین سختی گیر کاتیونی چسبیده و کلسیم و منیزم از آن جدا می شوند. پس از عملیات احیا چندین مرتبه بستر پکیج سختی گیر کاتیونی شستشو داده می شود تا آماده عملیات سختی گیری شود. فرایند احیا و شستشو سختی گیر کاتیونی در یک پکیج تصفیه آب در حدود 1 ال 3 ساعت به طول می انجامد.

خواص رزین های کاتیونی در پکیج سختی گیر آب
رزین ها در یک پکیج سختی گیر کاتیونی مهمترین بخش از فرایند تصفیه آب را تشکیل می دهند. این رزین ها از جنس پلی استر پیوند یافته با DVB و به شکل کروی ساخته می شوند. برخی مشخصات این رزین های پکیج سختی گیر کاتیونی به شرح ذیل می باشد:
ساختار پلیمر:   پلی استر پیوند یافته با DVB
فرم فیزیکی: کروی
درصد رطوبت: 45 درصد
کل ظرفیت بر حسب اکی والان در لیتر : 2
سایز ذرات رزین: 1000 میکرون
رزین های به کار رفته در پکیج سختی گیر کاتیونی به منظور تصفیه آب مارک PUROLITE انگلستان و یا AMBERJET (DOW) آمریکا هستند. انواع دیگر رزین ها شامل رزین آنیونی کلراید، رزین آنیونی هیدروکسیل، رزین کاتیونی هیدروژن می باشد که در فرایندهای دیگر تصفیه آب مانند تعویض یونی (Mixed bed) به کار می روند.

پیش تصفیه در پکیج سختی گیر کاتیونی آب
از آنجایی که رزین های سختی گیر کاتیونی به منظور تبادل یونی در یک پکیج تصفیه آب به روش سختی گیر استفاده می گردند، بنابراین وجود ذرات معلق و کدورت آب مانع از انجام این تبادل می شود. وجود میکروارگانیزم ها و یا عوامل اکسید کننده مانند کلر آزاد یا ازن نیز در آب ورودی سبب تخریب بستر سختی گیر می شود. بنابراین بایستی قبل از ورود آب به پکیج سختی گیر کاتیونی عملیات گندزدایی و فیلتراسیون (که غالباً فیلتر شنی می باشد) و حذف عوامل اکسید کننده انجام بگیرد.

پکیج سختی گیر کاتیونی

کاربردهای پکیج تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی
مهمترین کاربرد پکیج سختی گیر کاتیونی در صنایع تصفیه آب همانطور که از نام آن پیدا است، حذف سختی موقت از آب می باشد. این کاربرد هرچند بسیار محدود به یونهای خاصی در آب می باشد اما در عمل بیشترین عوامل رسوب گذاری در آبهایی که در دمای بالا در صنایع به کار می روند را تصفیه می نماید. مهمترین کاربرد پکیج سختی گیر در صنایع شامل موارد ذیل می باشد:
1- در تصفیه آب اولیه (make up) دیگ بخار (Boiler) به منظور حذف سختی و کاهش رسوب گذاری روی دیگ بخار
2- در تصفیه آب برج خنک کن به منظور جلوگیری از رسوب گذاری آب روی صفحات مبدل حرارتی آن.
3- در صنایع تبادل حرارتی که از آب به عنوان عامل خنک کاری یا تبادل حرارت استفاده می شود به منظور کاهش سختی موقت.
4- در صنایع شوینده به منظور تولید محصولاتی مانند شامپو، ژل مو سر، پودر شوینده که وجود سختی در آنها باعث افت کیفیت می گردد.

محدودیت های پکیج تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی
مهمترین محدودیت استفاده از پکیج سختی گیر کاتیونی، افزایش شوری یا TDS آب به علت تبادل یونها با سدیم می باشد. در واقع سدیم موجود در رزین وارد آب تصفیه شده می گردد و شوری آب را افزایش می دهد. از دیگر مشکلات تصفیه آب به روش سختی گیر کاتیونی میزان زیادی پساب بسیار شور با نمک بالا، اپراتوری بسیار زیاد و عدم تنظیم قلیائیت آب خروجی می باشد.
در مقاله مقایسه روش سختی گیر کاتیونی و اسمز معکوس برخی از محدودیت های این روش تصفیه آب قید شده است.

درکنارتان هستیم !

گواهینامه ها و تقدیرنامه ها

با ما تماس بگیرید

  • دفتر مرکزی: تهران / فازیک اندیشه / جنب بانک ملت / ساختمان تشریفات 2 /  پلاک 166 / واحد 25

    تماس:44042776 - 44079459 - 44010038

    65502613

    ایمیل: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

    کارگاه ساخت و تولید: جاده شهریار آدران / روبروی کشتارگاه / سوله شماره 5

    کانال ما در تلگرام:  https://telegram.me/tarh_kar

     

ما را همراهی کنید

fb art index2 index gp 300x300 aparat youtube ios icon