انواع رزین تبادل یونی تصفیه آب

فیلتراسیون تبادل یونی یکی از رایج‌ترین روش‌های تصفیه آب است. کارشناسان بهاب در این مطلب، در مورد اینکه فیلتر آب تبادل یونی چیست، چگونه کار می‌کند، چه چیزی را حذف می‌کند و مزایا و معایب آن‌ پرداخته‌اند.

فیلتر آب تبادل یونی چیست؟

همه ما می‌دانیم که آب برای زندگی ضروری است، اما آب مصرفی همیشه خالص نیست. در سراسر جهان، آب لوله‌کشی می‌تواند حاوی ناخالصی‌های مختلفی باشد که بر طعم، بو و ایمنی آن برای مصرف تأثیر می‌گذارند. با این حال، راه‌هایی برای بهبود کیفیت آب وجود دارد که یکی از آنها فیلتر کردن آب به روش تبادل یونی است. تبادل یونی یک فرآیند شیمیایی است که می‌تواند برخی مواد معدنی و سایر ناخالصی‌ها را از آب حذف کند.

منظور از یون‌های موجود در آب چیست؟

قبل از اینکه به فیلترهای تبادل یونی بپردازیم، بیایید بفهمیم یون چیست. یون، اتم یا مولکولی است که دارای تعداد پروتون و الکترون نامساوی است و در نتیجه بار الکتریکی مثبت یا منفی دارد. هنگامی که مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم در آب حل می‌شوند، تبدیل به یون می‌شوند. این یون‌ها می توانند بر طعم، رنگ و سختی آب تأثیر بگذارند.

چه نوع یون‌هایی مبادله می‌شوند؟

در فیلتراسیون آب تبادل یونی، دو نوع یون مبادله می‌شود: آنیون‌ها و کاتیون‌ها

• آنیون‌ها: یون‌هایی با بار منفی هستند که دارای الکترون‌های بیشتری نسبت به پروتون‌ها هستند. آنها شامل یون‌های کلرید، فلوراید، نیترات و سولفات هستند. این یون‌ها اغلب با کیفیت پایین آب مرتبط هستند و اگر به مقدار زیاد مصرف شوند، می‌توانند باعث مشکلات سلامتی شوند.
• کاتیون‌ها: یون‌هایی با بار مثبت هستند که پروتون‌های بیشتری نسبت به الکترون‌ها دارند. آنها شامل یون‌های کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم هستند. این یون‌ها به سختی آب کمک می‌کنند و می‌توانند باعث رسوب در لوله‌ها و وسایل خانگی شوند.

فیلترهای تبادل یونی چگونه کار می‌کنند؟

فیلترهای آب تبادل یونی در حذف ناخالصی‌های خاص مانند مواد معدنی که موجب سختی آب می‌شوند و یون‌های مرتبط با کیفیت پایین آب، موثر هستند. این شامل، اما محدود به موارد زیر نیست:

• کلسیم
• منیزیم
• سدیم
• پتاسیم
• کلرید
• فلوراید
• نیترات
• سولفات
• فلزات سنگین مانند سرب و جیوه

اگر این سوال برای شما پیش آمده که آیا می‌توانید آب تصفیه شده به روش تبادل یونی را بنوشید؟ باید در جواب بگوئیم بله، در واقع، فیلتراسیون آب تبادل یونی معمولا در تولید آب معدنی و سیستم‌های تصفیه آب خانگی استفاده می‌شود.

با این حال، توجه به این نکته ضروری است که فیلترهای تبادل یونی برای حذف تمام ناخالصی ها، مانند باکتری‌ها و ویروس‌ها طراحی نشده‌اند. اغلب فیلترهای تبادل یونی با سایر سیستم‌های تصفیه آب، برای حل این مشکل همراه می‌شوند. آزمایش آب به شما اطلاع می‌دهد که کدام آلاینده‌ها وجود دارند و کدام سیستم‌ها در تلاش‌های کلی تصفیه آب مؤثرتر هستند.

مزایا و معایب تصفیه آب تبادل یونی

مانند هر سیستم تصفیه آب، فیلتراسیون آب تبادل یونی مزایا و معایب خود را دارد.

مزایای تصفیه آب به روش تبادل یونی:

• مواد معدنی محلول، فلزات سنگین و مواد ایجاد کننده سختی را به طور موثر حذف می‌کند.
• ظرفیت بازسازی (خدمات دیونیزاسیون).
• خرید اولیه نسبتاً ارزان 
• طعم و بوی آب را بهبود می‌بخشد
• نگه‌داری و نصب آسان

معایب تصفیه آب به روش تبادل یونی:

• به طور موثر ذرات، تب زاها، ویروس‌ها یا باکتری‌ها را حذف نمی‌کند.
• بسترهای DI می‌توانند ذرات رزین و باکتری‌های کشت را تولید کنند.
• هزینه‌های عملیاتی بلند مدتِ بالاتر
• در مورد نرم شدن آب نیاز به استفاده از مواد شیمیایی مانند نمک دارد.
• می‌تواند فاضلاب تولید کند، که ممکن است نیاز به دفع داشته باشد.

رزین تبادل یونی چیست؟

رزین تبادل یونی یک ماده متخلخل و مهره مانند است که در فیلتراسیون آب تبادل یونی استفاده می‌شود. این از پلیمرهای مصنوعی یا طبیعی ساخته شده است که با گروه‌های شیمیایی خاصی عامل‌دار می‌شوند. این گروه‌ها بسته به بار خود یون‌های خاصی را در آب جذب و مبادله می‌کنند.

نرم شدن آب در مقابل دیونیزاسیون

نرم شدن آب و یون زدایی دو نوع تصفیه آب به روش تبادل یونی هستند، اما اهداف متفاوتی دارند.

نرم شدن آب فرآیند حذف مواد معدنی است که موجب سختی آب می‌گردند، مانند یون‌های کلسیم و منیزیم. آب سخت می‌تواند باعث ایجاد رسوب در لوله‌ها و لوازم خانگی شود، که باعث کاهش طول عمر و کارایی آنها می‌گردد. نرم شدن آب شامل تبادل یون‌های کلسیم و منیزیم با یون‌های سدیم است که در نتیجه آب نرم‌تر می‌شود.

از سوی دیگر، دیونیزه کردن، فرآیند حذف تمام یون‌ها از آب است، از جمله کاتیون‌ها و آنیون‌ها. این فرآیند، آب بسیار تصفیه شده‌ای را تولید می‌کند که عاری از ناخالصی است. دیونیزاسیون معمولاً در آزمایشگاه‌ها، تولید داروها و سایر صنایعی که به آب فوق خالص نیاز دارند، استفاده می‌شود.

تبادل یونی

دانه‌های دیونیزاسیون Deionization (DI) یون‌های هیدروژن را با کاتیون‌ها یا یون‌های هیدروکسیل را با آنیون‌ها مبادله می‌کنند.
رزین کاتیونی، ساخته شده از استایرن و دی وینیل بنزن حاوی گروه‌های اسید سولفونیک، یون هیدروژن را با هر کاتیونی که با آن مواجه می‌شوند (مانند +++Na+، Ca++، Al) مبادله می‌کنند. به طور مشابه، رزین آنیون، ساخته شده از استایرن و حاوی گروه‌های آمونیوم چهارتایی، یک یون هیدروکسیل را با هر آنیون (مانند -Cl) مبادله می‌کنند.

یون هیدروژن از مبدل کاتیونی با یون هیدروکسیل مبدل آنیون ترکیب می‌شود و آب خالص را تشکیل می‌دهد.

این رزین‌ها ممکن است در مبدل‌های بستر جداگانه با واحدهای جداگانه برای بسترهای تبادل کاتیونی و آنیونی بسته بندی شوند. یا ممکن است در مبدل‌های بستر مخلوط حاوی مخلوطی از هر دو نوع رزین بسته بندی شوند. در هر صورت، زمانی که رزین تمام یون‌های هیدروژن و/یا هیدروکسیل خود را با آلاینده‌های باردار در آب مبادله کرد، باید «بازسازی» شود. این بازسازی فرآیند تصفیه را معکوس می‌کند و آلاینده‌های متصل به رزین‌های DI را با یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل جایگزین می‌کند.

شرکت تصفیه آب بهاب به عنوان طراح و سازنده انواع سیستم‌های تصفیه آب خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی در سراسر ایران، بهترین سیستم‌های رزین تبادل یونی را برای منزل یا کسب و کار شما ارائه می‌دهد.

*ن