دسته بندی: نمک زدایی

تبادل یونی IX

سیستم های تبادل یونی ion exchange

تبادل کننده های یونی برای از بین بردن نمک ها (کاتیون ها و آنیون ها) از آب استفاده می شوند

تبادل کننده های یونی به عنوان فرآیند تصفیه تکمیلی در ادامه سیستم های اسمز معکوس برای تولید آب فوق خالص(demineralization) استفاده می شود

مهمترین کاربرد سیستم های تبادل یونی استفاده از سیستم های سختیگیر در صنایع می باشد که برای حذف سختی موقت آب استفاده می شود سختی موقت شامل یون های کلسیم(Ca2+)، منیزیم(Mg2+) و بی کربنات ها(HCO3) می باشد  این یون های معدنی باعث گرفتگی (Scaling) در خطوط لوله های انتقال آب و تاسیسات صنعتی می گردد

در صنایعی که  از بویلر و دیگ های بخار استفاده می گردد می بایست برای حذف سختی از سختیگیر های تبادل یونی استفاده گردد.

اساس عملکرد سیستم های تبادل یونی، بنیان گروه آلی به عنوان رزین می باشد که جایگزین یون های موجود در آب میشود.

الکترو دیالیز (EDR)

الکترودیالیز یک فرآیند غشایی است که از غشاهای انتخابی آنیون متناوب (Anion–selective membranes AMs) و غشای انتخابی کاتیون (Cation-selective membranes CMs) استفاده می کند ، که بین یک آند (+) و یک کاتد قرار می گیرند.

با توجه به میدان الکتریکی اعمال شده، آنیون ها به سمت آند و کاتیون ها به سمت کاتد حرکت می کنند و در نهایت  یک جریان فرآیندی با غلظت یون کم (آب تولید) و یک جریان فرآیند با غلظت یون بالا (دورریز) ایجاد می کنند. عبور آب غلیط از بین غشاها در اصطلاح به فرآیند الکترودیالز electrodialysis reversal (EDR) معروف می باشد.

 

 

کاربردهای صنعتی  EDR

 

نمک زدایی آب

تولید آب خالص برای ورودی به دیگ های بخار

شیرین سازی فاضلاب های صنعتی برای استفاده مجدد

اسمز معکوس (RO)

اسمز معکوس (RO) به فرآیندی اطلاق میشود که آب با اعمال یک نیروی خارجی (فشار) از یک غشای نیمه تراوا عبور داده می­شود

برای درک هدف و روند اسمز معکوس ، لازم است ابتدا پدیده اسمز را درک کنید.

اسمز پدیده ای است که به طور طبیعی اتفاق می افتد و در آن آب از یک محلول نمکی ضعیف تر تمایل به مهاجرت به محلول نمکی قوی را دارد.

شکل 1 پدیده اسمز را نشان می دهد. یک غشای نیمه تراوا  بین دو  محفظه قرار می گیرد. نیمه تراوا به این معنی است که این غشاء در بعضی از گونه ها قابل نفوذ است و برای سایرین قابل نفوذ نیست. در این حالت ، این غشاء در مولکول های آب قابل نفوذ است اما در برابر یون های محلول و سایر آلاینده ها قابل نفوذ نیست.

 

 

 

 

 

برای رسیدن به تعادل (همان غلظت نمک در هر دو طرف غشاء ،بر اساس قانون طبیعت) ، آب از محفظه آب خالص به محفظه حاوی نمک منتقل می شود تا محلول نمک رقیق شود.

در شکل 1 همچنین می توانید اختلاف ارتفاع در محلول آب نمک و آب خالص را مشاهده کنید.

این افزایش ارتفاع  تا زمانی که فشار ستون آب (محلول نمک) به حدی باشد که نیروی این ستون عبور جریان آب را متوقف کند ادامه می­یابد. نقطه تعادل  ارتفاع ستون آب از نظر فشار آب در برابر غشا،  فشار اسمزی گفته می شود.

اگر بخواهیم  از آب نمک آب خالص تولید کنیم ، لازم است یک نیرو محرکه خارجی  (فشار) را در ستون آب حاوی نمک اعمال کنیم ، تا آب را مجبور به گردش در جهت معکوس کنیم. عبور مولکول های آب از غشاهای نیمه تراوا  به محفظه آب شیرین بر اساس فرایندی است به نام اسمز معکوس ( Reverse Osmosis) (شکل 2). فشار اعمال شده برای غلبه بر فشار اسمزی است.

 

 

 

 

کاربردهای اسمز معکوس

اسمز معکوس در تصفیه آبهای سطحی و زیر زمینی) ، آشامیدنی و آب دریا برای پلنت های کوچک و بزرگ بسیار مؤثر است

برخی از نمونه کاربردها:

تولید آب آشامیدنی

صنایع غذایی و آشامیدنی

آبیاری کشاورزی

تولید آب فوق خالص صنعتی

تولید آب فرآيند های صنعتي (آب خوراک بویلر ، برجهای خنک کننده)

استفاده مجدد از فاضلاب