کاربرد رزین تبادل یونی در صنعت نساجی

کاربرد رزین تبادل یونی در صنعت نساجی به طور گسترده موجب افزایش بهره وری و کیفیت در این صنعت شده است. این مواد همچنین در تصفیه پساب‌ها و جلوگیری از آلودگی بیش از حد محیط زیست نیز کاربردی هستند. فاضلاب‌های رنگی پیامد فرآیندهای مختلفی در صنایع رنگ سازی و صنایع مصرف کننده رنگ به شمار می‌روند.

رنگ‌ها به طور گسترده در تعدادی از صنایع مانند رنگرزی نساجی و چرم، مواد غذایی، آرایشی و بهداشتی، چاپ کاغذ و.. استفاده می‌شود. در این میان صنعت نساجی به عنوان بزرگترین مصرف کننده شناخته می‌شود. به خواندن این مقاله ادامه دهید تا بیشتر با کاربردهای رزین تبادل یونی در صنعت نساجی آشنا شوید.

پساب رنگی و خطر برای محیط زیست

پساب‌های منشأ گرفته از صنایع نساجی، سلولزی، کاغذ، شیمیایی، دباغی، مواد غذایی و صنایع آرایشی و بهداشتی حاوی رنگ، منبع خطرناک آلودگی محیط طبیعی هستند. آنها به دلیل ساختار پیچیده مولکول‌های رنگ در فرآیند تصفیه مشکل ساز هستند. حتی مقادیر کم رنگ نیز نامطلوب است، زیرا آب را رنگی می‌کند و سلامت در آب را مختل می‌کند. بیشتر رنگ‌ها تجزیه زیستی نمی‌شوند، نفوذ نور به آب را ناممکن می‌کنند و فتوسنتز را مهار می‌کنند.

همچنین میزان نیازهای شیمیایی و بیولوژیکی برای اکسیژن را افزایش می‌دهند. برخی از رنگ‌ها برای موجودات زنده سمی‌و حتی گاهی سرطان زا و جهش‌زا هستند و باید با دقت حذف شوند. همین دلایل باعث می‌شود تصفیه فاضلاب‌های حاوی رنگ اهمیت بیشتری پیدا ‌کند و با هدف جلوگیری از تهدید بالقوه برای محیط زیست و عواقب قانونی اقداماتی انجام می‌شود. رنگ‌زدایی از این گونه فاضلاب‌ها قبل از رسیدن به خروجی آب ضروری است و روش‌های متداول تصفیه فاضلاب، رنگ را به طور کامل حذف نمی‌کنند.

کاربرد رزین تبادل یونی در تصفیه پساب‌ها

رنگرزی به عنوان یک عملیات اساسی در طی فرآوری الیاف نساجی است. بسته به درجه تثبیت رنگ‌ها بر روی لایه‌ها، که با ماهیت مواد، شدت رنگ‌دهی مورد نظر و روش کاربرد متفاوت است. رنگ‌ مختلف پارچه‌ها، رنگین کمانی از رنگ‌ها را برای لباس‌های ما ایجاد می‌کنند.

اما رنگ‌های باقی‌مانده در حجم زیادی از آب مصرف‌شده در فرآیند تولید چه می‌شود؟

برخی از پارچه‌ها مانند پنبه تنها 75 درصد رنگ را به خود جذب می‌کند، اما به طور کلی در طی فرآیندهای صنعتی بین 10 تا 60 درصد رنگ‌ها در پساب رها می‌شوند. این فرآیند باعث تولید پساب‌های کم و بیش رنگی می‌شود. پساب‌های حامل رنگ، مخلوطی بسیار پیچیده و ناسازگار از بسیاری از آلاینده‌ها از رنگ‌ها، مواد پانسمان، قلیایی‌ها، روغن‌ها، مواد شوینده، نمک‌های اسیدهای آلی و معدنی گرفته تا فلزات سنگین در نظر گرفته می‌شوند. حذف رنگ از پساب‌ها دشوار است.

رزین‌های تبادل یونی یک ابزار بسیار موثر برای تصفیه پسماندهای خطرناک آبی از جمله رنگ‌ها است. نقش رزین تبادل یونی در تصفیه پساب‌های رنگی این است که میزان بار خطرناک را با تبدیل آنها به شکلی که بتوان از آب مجددا استفاده کرد، کاهش دهد.همچنین مواد سمی‌کمتری را در محل باقی گذاشته و یا با کاهش جریان هیدرولیکی زباله، دفع نهایی را تسهیل کند.

رزین‌های تبادل یونی چگونه پساب‌های نساجی را تصفیه می‌کنند؟

رزین‌های تبادل یونی یکی از مهم‌ترین پیشرفت های علمی‌قرن بیستم است. کاربرد آنها برای نرم کردن آب، اصلاح محیط، تصفیه فاضلاب، هیدرومتالورژی، کروماتوگرافی، جداسازی بیومولکولی و بسیاری موارد دیگر کاملا شناخته شده است.

روش‌های متعارف تصفیه به تنهایی قادر به تامین تصفیه کافی برای حذف تمام آلاینده‌ها از فاضلاب نیستند. نمک تشکیل دهنده فاضلاب نساجی (60-100 گرم در لیتر) همچنان یک مشکل اساسی است. حذف محتوای نمک از فاضلاب از طریق فرآیندهای فیلتراسیون غشایی تحت فشار بالا مانند نانوفیلتراسیون (NF) و اسمز معکوس (RO) [9] امکان پذیر است. از سوی دیگر، رسوب غشایی، نیاز به تمیز کردن شیمیایی، تولید آب نمک، هزینه عملیاتی و سرمایه گذاری اولیه این فرآیندها به عنوان یک مشکل باقی مانده است.

فرآیند الکترودیالیز (ED) در سال‌های اخیر به دلیل ظرفیت نمک‌زدایی بالای آب‌های با محتوای نمک بالا اهمیت پیدا بالایی کرده است. ED یک فرآیند جداسازی الکتروشیمیایی آنیون‌ها و کاتیون‌ها با استفاده از ممبران‌های تبادل یونی تحت پتانسیل الکتریکی اعمال شده است. این ممبران‌ها اجزای حیاتی در فرآیند ED به شمار می‌روند. غشاهای تبادل آنیونی دارای گروه‌های بار مثبت و غشاهای تبادل کاتیونی دارای گروه‌هایی با بار منفی هستند.

کاربرد رزین تبادل یونی در افزایش کیفیت آب

رزین تبادل یونی طیفی از فواید را برای صنعت نساجی به ارمغان می‌آورد. در صنعت نساجی، آب برای سه کاربرد تولید، نیازهای شهری و کاربردهای بهداشتی استفاده می‌شود. در هر سه حوزه، آب با کیفیت از اهمیت بالایی برخوردار است. در حالی که صنعت نساجی برای تولید محصولات خود به مقدار زیادی آب نیاز دارد، رزین‌های تبادل یونی به صنایع نساجی کمک می‌کند تا پارچه‌هایی رنگی تولید شود بدون اینکه آبی که به محیط می‌فرستند رنگی شود. آب تصفیه شده از رنگ دوباره قاب استفاده است.
شرکت‌های نساجی به دنبال رزین تبادل یونی و رزین‌های جاذب هستند تا ترکیبات رنگ و سختی را از آب حذف کنند و آب را در فرآیندهای صنعتی دیگر استفاده کنند.(یا به طور ایمن در محیط آزاد کنند.)

کاربرد رزین‌های تبادل یونی در تولید نایلون

نایلون بخشی از زندگی روزمره ما است. این ماده در بسیاری از صنایع مانند نساجی، فرش و حتی در بسته بندی مواد غذایی استفاده می‌شود. نایلون پلیمری است که در تولید آن نیازمند اسید آدیپیک است. حدود 60 درصد از 2.5 میلیارد کیلوگرم اسید آدیپیک تولید سالانه برای تولید نایلون استفاده می‌شود. اسید آدیپیک برای تولید خود به کاتالیزورهای مس و وانادیوم متکی است. ابا اینا اما، برای تولید نایلون، اسید آدیپیک خالص نیاز است. حذف مس و وانادیوم توسط یک رزین تبادل کاتیونی انجام می‌شود که می‌تواند مس و وانادیوم را در حالی که در برابر محیط شیمیایی خشن اسید آدیپیک مقاوم است حذف کند. مس و وانادیوم را نیز می‌توان از رزین کاتیونی بازیابی کرد تا اقتصاد این فرآیند بهبود یابد.

سوالات متداول

آیا رزین تبادل یونی در صنعت نساجی نیز کاربردی است؟

رزین تبادل یونی از نظر تصفیه آب و حفظ سرمایه در صنعت نساجی بسیار کمک کننده است.

رزین تبادل یونی چه نقشی در کاهش خطرت زیست محیطی دارد؟

پساب‌های رنگی صنایع نساجی به دلیل رنگی بودن و داشتن مواد شیمیایی و سمی‌،  خطر بزرگی بری محیط زیست به‌شمار می‌روند. رزین‌های تبادل یونی با حذف رنگ از پساب می‌تواند تا حد بالایی آب را تصفیه کند. آب تصفیه شده نیز مجدد برای استفاده در صنایع قابلیت استفاده دارد.

از چه نوع رزین تبادل یونی در صنعت نساجی استاده می‌شود؟

عموما از هر دو نوع رزین کاتیونی و آنیونی در صنایع استفاده می‌گردد.

منابع:

www.intechopen.com

www.purolite.com