6 مشکل رایج در رزین های تبادل یونی سختی گیر چیست؟ همانطور که می دانید رزین های تبادل یونی (رزین سختی گیر) برای بسیاری از نیازهای تصفیه آب کاربردی هستند. رزین های تبادل یونی برای بسیاری از نیازهای تصفیه آب صنعتی و جداسازی می توانند موثر باشند. دستگاه سختی گیر آب با داشتن هزینه و انرژی پایین عملکرد خوبی دارد. اگر بستر رزین سختی گیر در این دستگاه به خوبی نگهداری شود می تواند تا چند سال دوام بیاورد و نیاز به تعویض ندارد. به صورت کلی برای فرآیندهای حذف رزین های تبادل یونی می توانند انتخاب ایده آلی باشند. اما در عین حال مشکل رایج در رزین های تبادل یونی سختی گیر نیز وجود دارد که ما در ادامه این مشکلات را بررسی کرده ایم.
6 مشکل رایج در رزین های تبادل یونی سختی گیر
داشتن اطلاعات کافی در مورد مشکلات رایج در رزین های سختی گیر به شما کمک می کند تا در صورت وقوع چنین مشکلاتی به راحتی آنها را شناسایی کنید و برای حل آن اقدامات لازم را انجام دهید.
- رسوب رزین
در زمانیکه دستگاه سختی گیر آب شما شروع به شستشوی بیشتر می‌کند بدان معناست که به تغییرات دما و سرعت جریان حساس‌تر شده است.همچنین، زمانیکه کیفیت پساب و ظرفیت عملیاتی شما کاهش پیدا می کند احتمال آلوده شدن رزین ها زیاد است. همانطور که می دانید با کارکرد مداوم احتمال دارد رزین ها توانایی خود را تا حدی از دست بدهند. اما اگر رسوب رزین اتفاق بیفتد احتمالاً می تواند دلایل دیگری داشته باشد. به بیان ساده تر با گذشت زمان، به دلیل اشباع شدن رزین‌ها، رسوب‌هایی از یون‌های جذب شده بر روی سطح رزین‌ها تشکیل می‌شود. این رسوب‌ها ممکن است شامل انواع مواد معدنی و ناخالصی باشند که در آب موجود بوده‌اند و توسط رزین‌ها جذب شده‌اند. رسوب رزین می‌تواند باعث کاهش کارایی سیستم تصفیه آب شود برخی از رسوبات رزین سختی گیر عبارتند از:
- جامدات معلق مانند سیلیس، آهن و منگنز که می توانند ذرات یا کلوئیدی باشند.
- روغن ها و گریس ها
- باکتری ها و جلبک ها
- مواد آلی
هنگامی که رزین ها رسوب می کنند، تمیز کردن آنها می تواند دشوار و خطرناک باشد زیرا برخی از عوامل شیمیایی و روش های مورد استفاده در این فرآیندها می توانند رزین ها را تخریب کرده و آنها را غیرقابل استفاده کنند. به طور کلی، کاستیک ها برای حذف رسوب ها از رزین های آنیونی استفاده می شوند، در حالی که اسیدها یا عوامل کاهنده قوی برای حذف رسوب ها از رزین های کاتیونی استفاده می شوند. به طور مشابه، سورفکتانت‌ها معمولاً برای تمیز کردن روغن از رزین‌های آلوده استفاده می‌شوند، اگرچه لازم است در انتخاب سورفکتانتی که به خودی خود رزین را کثیف نکند، دقت شود و گاهی اوقات یک شستشوی معکوس تهاجمی با آبشستگی هوا کمک می‌کند. به صورت کلی، برای حفظ کارایی سیستم، نیاز به تمیز کردن یا تعویض رزین‌ها است، تا رسوبات جمع آوری شده حذف شده و رزین‌ها برای ادامه فعالیت بهینه شوند.
رسوبات آلی هم بسیار رایج هستند و اصلاح آنها دشوار است. اگر چه استفاده از فشار آب نمک روی رزین آنیون در دماهای بالا ممکن است موثر باشد. اما راهکارهای پیشگیرانه برای رسوب‌زدگی آلی شامل پیش کلره سازی و شفاف سازی، فیلتراسیون کربن فعال، اعمال یک فرآیند تبادل یونی چند مرحله‌ای با رزین‌های پایه ضعیف و قوی و استفاده از رزین‌های تخصصی تبادل یونی همگی می تواند اقدامات پیشگیرانه باشند.
این اقدامات پیشگیرانه به همراه اقدامات مناسب تمیز کردن، ذخیره سازی و بازسازی در عملکرد روزانه سیستم دستگاه سختی گیر تبادل یونی می تواند این اطمینان را به شما بدهد که عملکرد و بهره وری در حد بالا است و هیچ رسوب رزینی جمع نمی شود. توجه داشته باشید این روش‌ها بسته به نوع رزین مورد استفاده شده، درجه خلوص آب خوراک و … بسیار متفاوت است.
- اکسیداسیون
هنگامی که عوامل اکسید کننده – مانند کلر، دی اکسید کلر، کلرامین و ازن – تحت شرایط خاصی با رزین های کاتیونی و آنیونی در تماس باشند، می توانند به رزین ها آسیب برسانند و منجر به کاهش ظرفیت و عملکرد آنها شوند . هنگامی که مواد اکسیداسیون در جریان خوراک وجود داشته باشند، پلیمرهای رزین تبادل یونی را تجزیه می کنند و باعث تغییر شکل و فشرده شدن آنها در طول زمان می شوند. همین مساله فشردگی باعث می شود جریان مایعات را از طریق بستر رزین مسدود شو ند که می تواند کارایی کلی دستگاه سختی گیر آب را به خطر بیندازد. این مساله در بستر رزین می تواند منجر به کیفیت نامطلوب در خروجی شود.
در نظر داشته باشید آسیب اکسیداسیون به رزین های سختی گیر قابل برگشت نیست! به همین دلیل لازم است برای این مساله نیز از اقدامات پیش گیرانه مختلف استفاده شود تا از چنین آسیبی جلوگیری کرد. اقدامات پیشگیرانه رایج برای عدم تخریب اکسیداسیون شامل استفاده از فیلتراسیون های کربن فعال، تابش اشعه ماوراء بنفش، یا پیش تصفیه شیمیایی از طریق استفاده از یک عامل کاهنده می باشد. اغلب اوقات، تولید کنندگان رزین دستورالعمل‌های خاصی دارند که بر اساس آن رزین ها در محیط های خاص بهترین عملکرد را دارند. برخی از رزین ها برای مقاومت در برابر این مواد شیمیایی ساخته شده اند (به عنوان مثال، رزین های کاتیونی با اتصالات عرضی بالاتر در غلظت های بالاتر کلر دوام می آورند).
بهتر است قبل از خرید رزین سختی گیر پرولایت یا برندهای دیگر در مورد حداکثر دما و عامل اکسید کننده رزین سختی گیر اطلاعات کافی داشته باشید و یا از یک متخصص در این زمینه بهره ببرید. آقای پمپ، به عنوان تامین کننده و ارائه دهنده انواع رزین سختی از برند پرولایت و برندهای دیگر توانسته علاوه بر فروش، خدمات مشاوره رایگان را به مشتریان ارائه دهد برای اطلاعات بیشتر با ما در ارتباط باشید.
- دما و حرارت در تخریب رزین
دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین می توانند به طور دائمی کارایی رزین های تبادل یونی را به خطر بیندازند. با گذشت زمان، تخریب حرارتی ساختار مولکولی رزین را تغییر می‌دهد به طوری که دیگر قادر به اتصال با گروه‌های عاملی یون‌ها که نقش اصلی واکنش مبادله یونی را بازی می کنند نیست و در نتیجه عملکرد و عمر محصول پایین می آید.
ظرفیت رزین سختی گیر آب رابطه معکوس با دما دارد، بنابراین مهم است که دماهای عملیاتی توصیه شده و سایر شرایط فرآیند را در نظر بگیرید تا تخریب حرارتی در طول زمان به حداقل برسد. به طور کلی، رزین‌های کاتیونی نسبت به رزین‌های آنیونی در برابر تخریب حرارتی مقاوم‌تر هستند، اگرچه هر دو به طور کلی می‌توانند در برابر گرمای زیاد در مدت کوتاه دوام بیاورند. (برای استریل کردن گاه به گاه یا اهداف دیگر) اما این بدان معنا نیست که در معرض دمای شدید طولانی مدت هم تاب آوری دارند. معمولاً رزین‌های تبادل یونی سختی گیر در چنین شرایطی عمر کوتاهی دارند. توجه داشته باشید در برخی موارد هزینه‌های تعویض رزین بیشتر از هزینه های کنترل دما و تجهیزات مورد نیاز برای تعدیل آن است. به همین دلیل لازم است دما به عنوان یک فاکتور مهم در دستگاه سختی گیر آب کنترل شود.
- بازسازی ناکافی
عملکرد سیستم مبادله یونی ممکن است پایین بیاید. این مساله می تواند به دلیل میزان نادرست محلول های احیا کننده باشد. شاید تصورش کمی سخت باشد! اما گاهی اوقات روش‌های بازسازی نتایج متفاوتی را دارند، حتی زمانی که با همان رویه قبلی اجرا می شوند. بازسازی رزین یک محاسبه پیچیده است و به شرایط کلی رزین، کیفیت آب، فرآیند بازسازی، غلظت مواد شیمیایی احیاکننده، سرعت جریان، دما و زمان تماس بستگی دارد. به عنوان مثال، بازسازی با غلظت بیش از حد از اسید سولفوریک می تواند باعث ایجاد رسوب سولفات کلسیم بر روی رزین شود. در برخی از رزین‌های آنیونی، سیلیس می‌تواند با غلظت‌های بالا باعث ایجاد رسوب در رزین شود. برای جلوگیری از چنین مشکلاتی لازم است دستورالعمل های سازندگان رزین به دقت بررسی شوند. پیروی از دستورالعمل های سازنده رزین برای غلظت احیاکننده، زمان کاربرد و کنترل جریان می‌تواند به جلوگیری از مشکلات کمک کند.
- کانال سازی
کانال‌کشی زمانی اتفاق می‌افتد که مایعات به طور ناهموار از رزین عبور می‌کنند ، مسیرهایی را حک می‌کنند که منجر به تخلیه ناهموار رزین و نفوذ محلول تصفیه‌نشده به جریان خروجی می‌شود. کانال کشی می تواند ناشی از نرخ جریان نادرست، خرابی مکانیسم توزیع کننده، شستشوی معکوس ناکافی و مسدود شدن مواد جامد محلول یا دانه های رزین آسیب دیده باشد.
- از دست دادن یا مهاجرت رزین
از دست دادن رزین زمانی اتفاق می‌افتد که دانه‌های رزین از یک ستون مبادله یونی خارج می‌شوند یا از یک ظرف به ظرف دیگر جریان می‌یابند. دلایل متعددی برای از دست دادن رزین وجود دارد، از جمله شستشوی معکوس بیش از حد و خرابی های مکانیکی در غربالگری زیر زهکشی یا سایر تجهیزات نگهداری رزین می باشد. از دست دادن رزین همچنین ممکن است ناشی از تکه تکه شدن دانه های رزین به دلیل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا، کلر و یا شوک اسمزی باشد که به ذرات رزین اجازه می دهد حتی از صفحه های نگهدارنده دست نخورده عبور کنند. از دست دادن و مهاجرت رزین ظرفیت و کارایی کلی سیستم را کاهش می دهد. به عنوان مثال، در سیستم های دمینرالیزاسیون ، مهاجرت رزین کاتیونی به واحد آنیون می تواند منجر به نشت سدیم و زمان شستشوی اضافی شود.
از دست دادن یا مهاجرت رزین‌های تبادل یونی در سیستم‌های سختی گیر تصفیه آب می‌تواند مشکلات مختلفی را ایجاد کند که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌شود:
- کاهش کارایی تصفیه: اگر رزین‌های تبادل یونی از دست داده شوند یا مهاجرت کنند، کارایی دستگاه سختی گیر تصفیه آب کاهش می‌یابد. این می‌تواند منجر به افزایش مقدار یون‌های آلاینده در آب خروجی و کاهش کیفیت آب شود.
- کاهش عمر مفید رزین: مهاجرت یا از دست دادن رزین‌های تبادل یونی منجر به کاهش عمر مفید آنها شود. این باعث نیاز به تعویض زودتر رزین‌ها و هزینه‌های بالاتر در عملیات تصفیه آب می‌شود.
- انسداد لوله‌ها و تجمع رسوبات: رزین‌های تبادل یونی در سیستم‌های تصفیه آب ممکن است به عنوان رسوبات جمع شوند و لوله‌ها یا سطوح دیگر سیستم را انسداد کنند. این مشکلات می‌تواند به کاهش
ظرفیت تصفیه آب و افزایش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات منجر شود.
- آلودگی آب: اگر رزین‌های تبادل یونی مهاجرت کنند یا از دست بروند، ممکن است مواد آلاینده مختلفی را به آب انتقال دهند که می‌تواند به تغییرات نامطلوب در کیفیت آب منجر شود.
بنابراین، حفظ و نظارت منظم بر وضعیت و عملکرد رزین‌های تبادل یونی در سیستم‌های تصفیه آب بسیار اهمیت دارد تا این مشکلات پیشگیری شود و کیفیت آب تصفیه شده تضمین شود.
منبع: samcotech.com
