معرفی انواع رزین آنیونی و کاربرد های آن

رزین های تبادل یونی دارای انواع مختلفی هستند.در این مقاله به سراغ رزین آنیونی و انواع آن یعنی رزین آنیونی قوی و ضغیف خواهیم رفت.

رزین آنیونی چیست ؟

رزین آنیونی، در تاریخ 1944 به منظور بهبود تصفیه آب، به صورت موثری مورد استفاده قرار گرفت. این نوع رزین از شبکه‌ای از دانه‌های ریز پلیمری تشکیل شده است که آنیون‌های تبادل‌پذیر را در خود جذب می‌کند. این آنیون‌ها می‌توانند با آلاینده‌های آنیونی در محلول‌ها تبادل گردند. در دسته‌بندی این رزین‌ها، آن‌های قابل تبادل به دو نوع “رزین آنیونی قوی” و “رزین آنیونی ضعیف” تقسیم می‌شوند. این اقدامات به تحسین کیفیت تصفیه آب کمک کرده و برای بهبود صنعت تصفیه آب اهمیت دارند.

ویژگی های رزین آنیونی چیست؟

رزین‌های آنیونی، با رنگ سفید و دانه‌های کروی شفاف، تفاوت‌هایی نسبت به دیگر رزین‌ها دارند. تشخیص تفاوت‌ها در رزین‌های تبادل یونی از طریق ویژگی‌ها و مشخصات آن‌ها انجام می‌شود.

رزین‌های آنیونی در صنایع گوناگون به کار می‌روند. این رزین‌ها با بار منفی، به منظور حذف مواد معدنی از آب و از بین بردن رادیکال‌های اسیدی به کار می‌روند. در حوزه‌های مختلفی نیز به کار می‌روند: تولید انرژی هسته‌ای، تصفیه آب آشامیدنی از نیترات و پرکلرات، فرآوری و بی‌رنگ‌سازی شکر، و آماده‌سازی آب بسیار خالص. برای کسب اطلاعات بیشتر، می‌توانید مقالات “رزین حذف نیترات” و “رزین حذف آرسنیک” را مطالعه کنید.

مشابه رزین‌های کاتیونی، رزین‌های آنیونی نیز به دو دسته “قوی” و “ضعیف” تقسیم می‌شوند.

رزین‌های آنیونی بازی قوی:

– قدرت حذف تمامی آنیون‌ها از آب

– دسته‌بندی بر اساس نوع آمین مورد استفاده به دو نوع نوع (I) و نوع (II)

– استفاده از باز قوی جهت احیای آن‌ها

رزین‌های آنیونی بازی ضعیف:

– جذب آنیون‌های اسیدهای قوی مانند سولفوریک و نیتریک اسید

– ناتوانی در حذف آنیون‌های مرتبط با اسیدهای ضعیف و سیلیکا

– مقاومت بالاتر و کاربرد گسترده‌تر در تصفیه آب

– عمل به عنوان جاذب اسیدها به جای تبادل یون

احیای رزین آنیونی به چه معنا است؟

عملیات احیای رزین، به معنای جابه‌جایی یون جذب شده در رزین با یون متحرک اولیه رزین است. در رزین‌های آنیونی ضعیف، این عمل با استفاده از یک محلول قلیایی انجام می‌شود. این نوع رزین‌ها دارای معایبی مانند وابستگی ظرفیت تبادل یونی به دبی آب دارند، به عبارت دیگر هرچه دبی آب بیشتر شود، ظرفیت آن‌ها کاهش می‌یابد. به منظور بازیابی رزین‌های آنیونی ضعیف، از مقدار استوکیومتری از ماده احیایی استفاده می‌شود.

رزین حذف نیترات

نیترات، ماده‌ای شیمیایی است که از طرق مختلف به آب شرب وارد می‌شود. این امر از علل اصلی آن استفاده بیش از حد از کودهای شیمیایی است. ورود نیترات به آب برای نوزادان کمتر از سه ماهه مخاطره‌آمیز است و نشانه‌های مسمومیت از جمله تغییر رنگ پوست به آبی می‌باشد. یکی از روش‌های متداول برای کاهش نیترات در آب، استفاده از رزین‌های حذف نیترات است. یکی از روش‌های معمول واگذار کردن نیترات به آب، استفاده از رزین‌های حذف نیترات می‌باشد. استفاده از دستگاه‌های حذف نیترات به دلیل احیای سختی‌گیرها هزینه‌های قابل توجهی مانند ضایعات آب ایجاد می‌کند. عواملی که در این هدررفت آب نقش دارند عبارتند از کیفیت شیمیایی آب ورودی، نوع رزین مورد استفاده، طراحی سیستم حذف نیترات، و انتخاب رزین مناسب برای این فرآیند.

نوع‌های مختلف رزین حذف نیترات:

– رزین‌های آنیونی بازی قوی مخصوص حذف نیترات (انتخابی نیترات)

– رزین‌های آنیونی بازی ضعیف

در انتخاب رزین مناسب برای حذف نیترات، می‌توانید به پارامترهای زیر توجه کنید:

– میزان زننده بودن بو

– احتمال نشتی نیترات در صورت کارکرد فرآیند برای مدت طولانی

– میزان مصرف رزین در طول زمان

– هزینه‌های بهره‌برداری و کاهش هدررفت آب

اگر همزمان با حذف نیترات، نیز می‌خواهید آرسنیک را از آب حذف کنید، انتخاب رزین‌های آنیونی بازی قوی مناسب خواهد بود. برای اطلاعات بیشتر، می‌توانید مقاله “حذف آرسنیک با رزین” را مطالعه نمایید.

مزایای استفاده از روش تبادل یونی در حذف نیترات عبارتند از:

– سادگی عملیات

– مستقل از تغییرات دما

– تحت تأثیر تغییرات غلظت نیترات کاملاً منعطف است.

رزین حذف آرسنیک

آرسنیک یکی از عناصر شیمیایی و شبه فلزی سمی است. از آرسنیک و ترکیبات آن به عنوان علف کش و آفت کش استفاده می شود. آرسنیک باعث اختلالات وسیع در سیستم گوارشی، ایجاد شوک، و حتی مرگ می‌شود. برخی شهرها به دلیل نزدیکی به مراکز صنعتی با مسمومیت آرسنیک مواجه هستند. به عنوان مثال، رفسنجان به دلیل نزدیکی به مجتمع مس، با سطوح بالای آرسنیک در آب دستخوش آلودگی شده است. آرسنیک به صورت طبیعی در پوسته زمین یافت می‌شود و آلاینده‌ای غیرآلی در منابع آب آشامیدنی است. افزایش غیرطبیعی آرسنیک در آب منجر به مشکلات پوستی، مختل کردن جریان خون، و افزایش خطر ابتلا به سرطان می‌شود.

روش های حذف آرسنیک از آب:

o                                حذف آرسنیک با رسوب آهک

o                                اکسیداسیون و حذف آرسنیک

o                                لخته‌سازی/فیلتراسیون

o                                استفاده از جاذب

o                                حذف آرسنیک با کمک رزین تبادل یونی

o                                اسمز معکوس حذف آرسنیک

فرایند تبادل یونی و فرآیند جذب از لحاظ کاربردی تفاوت دارند. در تبادل یونی، بستر رزین تبادل یونی قابل بازیابی و استفاده مجدد است. در این روش، یک یون از فاز جامد با یک یون در فاز آبی جایگزین می‌شود. رزین‌های تبادل یونی در اینجا به عنوان فاز جامد عمل می‌کنند. جهت ایجاد تبادل یونی، آب به صورت مداوم از روی بستر رزینی عبور می‌کند تا تبادل یون انجام شود. برای حذف آرسنیک معمولا از رزین‌های تبادل یونی قوی و رزین‌های آنیونی استفاده می‌شود.

رزین‌های تبادل یونی یکی از روش‌های مهم برای حذف سختی آب هستند. این رزین‌ها به مدت بیش از ۱۰۰ سال مورد استفاده قرار گرفته‌اند و برای تولید آب نرم و خالص بسیار مؤثر هستند. این دانه‌های رزین با جذب یون‌های کلسیم و منیزیم از طریق تبادل یونی بین رزین و محلول کار می‌کنند. نتیجتاً، سختی آب کاهش یافته و میزان سدیم در آب افزایش می‌یابد؛ زیرا رزین‌های تبادل یونی با جذب یون‌های سخت، یون‌های سدیم را آزاد می‌کنند.

قیمت رزین آنیونی:

در بازار کنونی، رزین‌های تبادل یونی قیمت‌های متفاوتی دارند، اما در خریدرزین آنیونی  باید به نوع و کیفیت آن توجه داشت. قیمت رزین انیونی در بازار جهانی بین 2 تا 2.9 دلار در هر لیتر واحد قرار دارد.

www.sciencedirect.com