theme

آب شیرین کن – تصفیه آب : کنترل رسوب بوسیله دی آلکالیزاسیون با یک رزین تبادل کاتیون اسید ضعیف

بطور کلی, دی آلکالیزاسیون (آنتی آلکالیزاسیون) با یک رزین مبادله کاتیونی ضعیف، در طرح های بزرگ آب شیرین برای سختی گیری نسبی(partial softening   ) صورت می گیرد تا بتوان مصرف مواد شیمیایی مرحله بازسازی را کم نمود.

جهت کنترل رسوب در دستگاه های آب شیرین کن به روش اسمزمعکوس -اسمز معکوس (RO) ، در این فرآیند فقط Ca2 +، Ba و Sr2 +، همراه با قلیایی شدن بی کربنات (سختی موقت) حذف می گردند و H +، جایگزین می شود، بنابراین pH خروجی تا ۴-۵ کاهش می یابد. از آنجایی که گروه های اسیدی رزین، جزو گروه های کربوکسیلیک هستند، هنگامی که pH به ۴/۲ می رسد  فرآیند تبادل یونی متوقف می شود، در این جاست که گروه های کربوکسیلیک دیگر جدا نمی شوند. بنابراین، تنها یک سختی گیری جزئی صورت می گیرد. فقط آن دسته از کاتیونهای تشکیل دهنده رسوب که به بی کربنات چسبیده اند, از بین می روند. لذا  این فرایند برای آب های حاوی  بی کربنات بالا مناسب و مطلوب می باشد. بی کربنات به دی اکسید کربن تبدیل می شود:

HCO3– + H + ↔ H2O + CO2

در اکثر موارد, وجود دی اکسید کربن در آب تولید دستگاه های آب شیرین کن – تصفیه آب به روش اسمزمعکوس – اسمز معکوس  (پرمیت)  خوشایند ومطلوب نمی باشد. این گاز  را می توان با استفاده از تخلیه گازی در آب تولید یا جریان خوراک , حذف نمود.

تخلیه گازی آب تولید  دستگاه آب شیرین کن به روش اسمز معکوس – اسمزمعکوس (RO)  در جایی مناسب ومورد استفاده می باشد که  زمینه برای جرم گرفتگی زیستی (biofouling )  وجود داشته باشد. (به عنوان مثال، آبهای سطحی، TOC بالا، تعداد بالای  باکتری). وجود غلظت بالای CO2 بر روی ممبرین کمک می کند تا رشد باکتری پایین نگه داشته شود. زمانی گاز زدایی خوراک  مطلوب می باشد که عبور ندادن و پس زدن بهینه نمک در اولویت باشد. همچنین حذف CO2 منجر به افزایش pH می شود ( معادله بالا را ببینید)، و در pH> 6، به نسبت pH<  ۵  پس زنی نمک بهتر می باشد.

مزایای  دی آلکالیزاسیون با رزین تبادل کاتیونی اسید ضعیف عبارتند از:

برای بازسازی، به اسیدی نیاز است که مقدار استئوکیومتری آن بیشتر از ۱۰۵%  نباشد. این پروسه,  هزینه های عملیاتی و تاثیرات زیست محیطی را به حداقل می رساند.

مقدار TDS آب (با حذف نمکهای بی کربنات) توسط میزان سختی یا قلیایی, کاهش می یابد، بستگی به این دارد که کدام پایین تر باشد. بر این اساس، مقدار TDS محلول نفوذی نیز پایین تر می آید.

 

معایب عبارتند از:

  • سختی باقی مانده

اگر  نیاز به سختی گیری کامل باشد، حتی در یک مخزن (بستر لایه ای)  می توان یک فرایند تبادل سدیم با یک رزین مبادله کاتیونی اسید قوی را نیز اضافه نمود. مصرف کلی مواد شیمیایی بازسازی کننده(regenerant chemicals ) از طریق احیای مجدد هنوز هم پایین تر از سختی گیری صرفا” با یک رزین مبادله کاتدی قوی اسیدی است. با این حال، با توجه به هزینه های بالای سرمایه گذاری، این ترکیب فقط برای طرح های با ظرفیت بالا حائز اهمیت  خواهد بود. راه حل دیگر برای غلبه بر این نقص در سختی گیری ناقص، تزریق یک رسوب گیر به آبی که آلکالیزه زدایی شده است (آب دی آلکالیزه) می باشد.

 

  • pH متغیر آب تصفیه شده

pH آب دی الکالیزه بسته به درجه فرسودگی رزین، بین ۶/۵  تا  ۳/۵ می باشد. این تغییرات چرخه ی سیکل، کنترل پس زنی نمک موجود در پروژه مربوطه را  دشوار می سازد. در pH <4.2، عبور اسید معدنی ممکن است محتوای TDS موجود در محلول نفوذی (محلولی که از فیلتر تصفیه عبور می کند) را افزایش دهد. بنابراین توصیه می شود که به موازات آن,  بیش از یک فیلتر استفاده شود و در زمان های مختلف احیا گردد تا تغییرات PH به حداقل برسد. همچنین, سایر احتمالات برای جلوگیری از مقدار بسیار پایین pH، حذف CO2 حذف یا تنظیم pH  توسط NaOH می باشد.

آذر ۲۰, ۱۳۹۷

آب شیرین کن – تصفیه آب : کنترل رسوب بوسیله دی آلکالیزاسیون با یک رزین تبادل کاتیون اسید ضعیف

آب شیرین کن – تصفیه آب : کنترل رسوب بوسیله دی آلکالیزاسیون با یک رزین تبادل کاتیون اسید ضعیف بطور کلی, دی آلکالیزاسیون (آنتی آلکالیزاسیون) با […]
آذر ۱۰, ۱۳۹۷

آب شیرین کن – تصفیه آب : نرم کردن با یک رزین قوی تبادل کاتیونی اسید

آب شیرین کن : نرم کردن با یک رزین قوی تبادل کاتیونی اسید در فرآیند نرم شدن مبادله یونی، کاتیون های تشکیل دهنده رسوب,  مانند Ca2+، […]
آبان ۲, ۱۳۹۷

آب شیرین کن – تصفیه آب : افزودن ماده ضد رسوب در RO

آب شیرین کن : افزودن  ماده  ضدرسوب گرفتگی جهت کنترل رسوب در طراحی سیستم RO آنتی اسکالانت ها (رسوب گیرها)  می توانند برای کنترل رسوب   کربنات، […]
مهر ۳۰, ۱۳۹۷

آب شیرین کن – تصفیه آب : اهمیت کنترل رسوب در طراحی سیستم RO

آب شیرین کن : کنترل رسوب مقدمه اسکالینگ(رسوب گرفتگی) ممبرین دستگاه های آب شیرین کن به روش RO / NF  ممکن است زمانی رخ دهد که […]