در روش های آب شیرین کن صنعتی ، روش تبادل یونی برای حذف انتخابی آلاینده های خاص بسیار مناسب است .
تبادل یونی یکی از فرایند های آب شیرین کن صنعتی است که معمولاً برای نرم کردن یا دمینرالیزاسیون آب استفاده می شود، در بسیاری از موارد نیز برای حذف سایر مواد از آب در فرآیندهایی مانند دیونیزاسیون، نیترات زدایی و گندزدایی استفاده می شود. این روش با بسیاری از این روش ها همپوشانی دارد و در شرایط خاص می تواند بهترین انتخاب باشد.
تبادل یونی چیست؟
تبادل یونی فرآیند شیمیایی خاصی است که در آن یون‌های غیر مفید محلول در آب و فاضلاب – مانند نیترات، فلوراید، سولفات و آرسنیک – با یون‌های دیگر با بار مشابه مبادله می‌شوند. یون‌ها اتم‌ها یا مولکول‌هایی هستند که تعداد الکترون‌های آنها با تعداد کل پروتون‌های آنها برابر نیستند.
دو گروه مختلف از یون ها وجود دارد:
کاتیون های با بار مثبت
آنیون های با بار منفی
این نام ها نخستین بار توسط مایکل فارادی ابداع شد.
حذف آلاینده های یونی در آب شیرین کن صنعتی
این فرایند برای حذف آلاینده های یونی محلول از آب استفاده می شود. فرآیند تبادل یونی بین جامد (رزین یا زئولیت) و مایع (آب) اتفاق می افتد. دراین فرآیند، ترکیبات با اهمیت کمتر با آنهایی که مطلوبتر درنظرگرفته می‌شوند، مبادله می شوند. این یون های مطلوب بر روی مواد رزین مستقر می شوند. این رزین ها را می توان به تنهایی یا به صورت هماهنگ برای حذف آلاینده های یونی از آب استفاده کرد.
در تبادل کاتیون ها در طی تصفیه آب، یون های دارای بار مثبت که با رزین تبادل یونی در تماس هستند با یون های دارای بار مثبت موجود در سطح رزین، معمولا سدیم، مبادله می کنند.
در فرآیند تبادل آنیون، یون های دارای بار منفی با یون های دارای بار منفی روی سطح رزین، معمولاً با کلرید، مبادله می شوند. آلاینده های مختلف – از جمله نیترات، فلوراید، سولفات و آرسنیک – همگی می توانند با تبادل آنیونی از سیستم آب شیرین کن صنعتی حذف شوند.
در مقایسه باسایر فناوری‌ها، ازجمله الکترودیونیزاسیون پیوسته (CEDI)، کروماتوگرافی، اولترافیلتراسیون، وتصفیه‌های بیولوژیکی، تبادل یونی به‌ویژه درهنگام تلاش برای حذف یک آلاینده خاص با غلظت پایین مناسب‌است. به عنوان مثال، حذف بور از آب چاه
رزین های پرشده از یون‌ها
مواد موجود در رزین ظرفیت تبادل محدودی دارند. هر یک از سطوح با استفاده طولانی مدت پر می شود. هنگامی که دیگر قادر به تبادل یون نیست، رزین باید دوباره شارژ یا بازسازی شود تا آن را به شرایط اولیه خود بازگرداند. مواد مورد استفاده برای این کار شامل کلرید سدیم و همچنین اسید هیدروکلریک، اسید سولفوریک یا هیدروکسید سدیم می باشد.
تبادل یون در تصفیه آب آشامیدنی
اخیراً رزین های تبادل یونی به طور فزاینده ای برای تولید آب آشامیدنی استفاده شده است. رزین های تخصصی برای تصفیه آلاینده های مختلف خطرناک از جمله بور، پرکلرات و اورانیوم طراحی شده اند.
رزین های زیادی برای این اهداف طراحی شده اند، مانند رزین پایه قوی/آنیون قوی که برای حذف نیترات ها و پرکلرات استفاده می شود. تبادل یونی به طور گسترده در نرم کردن آب استفاده می شود، جایی که به عنوان یک فناوری جامد و اثبات شده در نظر گرفته می شود.
آیا تبادل یون برای نیازهای شما مناسب است؟
تبادل یونی و تصفیه بیولوژیکی به طور گسترده به عنوان دو فناوری پیشرو برای نیترات زدایی شناخته می شوند، تبادل یونی معمولاً برای تصفیه نیترات ها در آب های زیرزمینی استفاده می شود، در حالی که تصفیه بیولوژیکی معمولاً برای تصفیه آب های سطحی استفاده می شود.
تبادل یونی همچنین می تواند در حذف آرسنیک و سایر متالوئیدها و فلزات استفاده شود. سایر جایگزین ها، از جمله جداسازی غشایی، ممکن است کارآمدتر باشند، اما هزینه بیشتری نیز دارند. منبع