رزین تصفیه آب چیست و چگونه کار می کند؟

رزین های سختی گیر مصنوعی و صنعتی از گلوله های کوچک و متخلخل تشکیل شده اند که در آب و حلال های آلی نامحلول هستند. پرکاربردترین مواد پایه در تولید رزین های تصفیه آب پلی استایرن و پلی اکریلات می باشد. قطر مهره این رزین ها از 0.3 تا 1.3 میلی متر است. این دانه ها تقریباً 50 درصد آب و 50 درصد مواد آلی هستند و در محفظه های ژل قرار می گیرند.

هنگامی که این دانه ها در آب قرار می گیرند، مواد محلول در آنها آزادانه وارد و خارج می شوند و خود را به هر یک از واحدهای مونومر پلیمری یا به اصطلاح "گروه های عملکردی" می چسبانند. این گروه های عاملی می توانند با گونه های مختلف محلول در آب، به ویژه با یون های دارای بار مثبت (کاتیون ها) یا یون های دارای بار منفی (آنیون ها) تعامل داشته باشند. گروه‌های عاملی با بار مثبت با رزین‌های آنیونی و گروه‌های عاملی با بار منفی با رزین‌های کاتیونی تعامل دارند. نیروی اتصال بین گروه عاملی و یون متصل نسبتا ضعیف است و تبادل یونی را می توان با عبور یون دیگری از گروه عاملی معکوس کرد. این فرآیند می تواند به طور مداوم تکرار شود تا یک واکنش تبادل زنجیره ای ایجاد شود و یون های مورد نظر در رزین تصفیه آب با یون های مضر موجود در آب جایگزین شوند.

تصفیه آب با استفاده از رزین های تبادل یونی یکی از رایج ترین و پذیرفته ترین روش ها می باشد.

 

 

کاربرد رزین در تصفیه آب

رزین تصفیه آب بیشتر برای تولید آب صنعتی با خلوص بالا، نرم کردن آب آشامیدنی و حذف فلزات از محلول ها در صنایع مختلف شیمیایی استفاده می شود. محققان در حال توسعه رزین هایی برای حذف انتخابی نیترات ها هستند که موثرتر از آنچه در حال حاضر استفاده می شود. زیرا حذف برخی از آلاینده ها مانند یون های آرسنیک، فلوراید و لیتیوم به دلیل گزینش پذیری ضعیف رزین ها دشوار است. رایج ترین کاربردهای رزین های تصفیه آب عبارتند از:

 

نرم کننده آب

وجود کلسیم یا منیزیم در آب، آب را «سخت» می کند. یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب می‌توانند با گرما، لوله‌های فلزی و مواد شیمیایی مانند شوینده‌ها واکنش داده و اثربخشی فرآیند تصفیه آب را کاهش دهند. آب سخت را می توان با رزین تصفیه آب و تبادل یونی نرم کرد.


نمک زدایی آب

رزین های تصفیه آب قادر به حذف اتم ها یا مولکول های باردار مختلف از آب مانند نیترات ها، فلوریدها، سولفات ها، پرکلرات ها، یون های آهن و منگنز و همچنین فلزات سمی و خطرناک مانند رادیوم، اورانیوم، کروم و غیره هستند. 

 

قلیا زدایی آب

قلیا زدایی آب از دیگر کاربردهای رزین های تصفیه آب می توان به حذف قلیایی یا حذف بی کربنات اشاره کرد. دستگاه رزینی که برای حذف قلیایی از آب استفاده می شود دیالکالیزر نامیده می شود.