رزین کاتیونی C100
رزین کاتیونی C100 که با نام های دیگری نظیر رزین سختی گیر، رزین کاتیونی سختی گیر، رزین کاتیونی پرولایت، رزین سختی گیر پرولایت و ... در بازار شناخته می شود؛ جزو پرفروش ترین و پرکاربردترین رزین های سختی گیر صنعتی در ایران است. رزین C100 محصول شرکت پرولایت (Purolite) انگلستان می باشد که باکیفیت ترین و مرغوب ترین رزین ها را تولید می کند. رزین کاتیونی C100 دارای گواهینامه انجمن کیفیت آب (WQA)، گواهینامه IFANCA Halal است و مطابق با استاندارد NSF/ANSI-61 نیز می باشد. رزین C100 یک رزین تبادل یونی است که از ژل پلی استایرن سولفونات تشکیل شده است. این رزین دارای درجه صنعتی متوسط بوده و جزو رزین های کاتیونی قوی محسوب می شود و بیشتر به صورت فرم Na موجود است.
مکانیزم حذف سختی آب توسط رزین C100
دانه های رزین C100 هنگامی که در معرض آبی که دارای یون های کلسیم (2+Ca) و منیزیم (2+Mg) است قرار می گیرند، عمل تعویض یون را انجام می دهند. بدین ترتیب که یون های سدیم موجود در سطح رزین C100 وارد آب می شوند و به جای آنها یون های کلسیم و منیزیم بر سطح رزین قرار می گیرند، بدین ترتیب سختی آب از بین می رود ( می دانیم که سختی آب به علت حضور یون های کلسیم و منیزیم است ). رزین کاتیونی C100 به دلیل این که در سطح دانه های خود سدیم دارد و یون سدیم را به آب وارد می کند، به رزین کاتیونی سدیمی نیز معروف است. لازم به ذکر است که رزین C100 علاوه بر یون های کلسیم و منیزیم به طور محدودی توانایی حذف یون های آهن محلول، منگنز و همچنین مواد معلق ( به دلیل عملکرد فیلتر بستر ) را نیز دارد.
شکل ظاهری رزین کاتیونی C100
رزین کاتیونی C100 دانه هایی کروی شکل هستند که ابعاد آن ها عموما در حدود 300 تا 1200 میکرون است و حداکثر 1% آنها قطری کمتر از 300 میکرون دارد. همچنین این دانه ها ظاهری شفاف دارند.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی رزین پرولایت C100
تمامی مشخصات فیزیکی و شیمیایی رزین پرولایت C100 در بخش مشخصات فنی ارائه شده است.
محاسن رزین سختی گیر C100
از مزایای رزین کاتیونی C100 می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• ظرفیت عملکردی بالا در نرم کردن آب
• دارای سینتیک واکنش خوب جهت مبادله یون های سدیم با کلسیم و منیزیم
• پایداری فیزیکی و شیمیایی عالی
کاربردهای اصلی رزین کاتیونی C100
• نرم کردن و سختی گیری آب در مقیاس صنعتی
• معدنی سازی صنعتی هنگام بازیابی با اسیدها
عوامل موثر بر کارایی رزین پرولایت C100
کارایی و عملکرد رزین پرولایت C100 عمدتا با سختی موجود در آب خروجی از رزین سنجیده می شود. کارایی رزین C100 به موارد زیر بستگی دارد:
• مقدار و غلظت ماده احیا کننده که قبل از شروع سختی گیری برای احیای رزین استفاده شده
• سختی کل و مقدار سدیم موجود در آب ورودی جهت تصفیه
• نرخ جریان آب ورودی به بستر
پایداری شیمیایی و حرارتی رزین پرولایت C100
رزین کاتیونی C100 در اسیدهای رقیق یا نسبتا قوی، محلول های قلیایی و اکثر حلال های رایج حل نمی شود. با این حال قرار گرفتن رزین به مدت طولانی در معرض مقادیر قابل توجه کلر آزاد، یون های هیپوکلریت و یا سایر اکسیدکننده های قوی باعث شکستن پیوندهای اتصال متقابل می شود که این خود افزایش رطوبت داخل رزین و کاهش مقاومت مکانیکی آن را در پی دارد. رزین C100 مدل سدیمی تا دمای 150 درجه سانتی گراد پایداری حرارتی خود را حفظ می کند.
مشخصات هیدرولیکی رزین کاتیونی C100
در رابطه با مشخصات هیدرولیکی رزین کاتیونی C100 می توان به افت فشار و شستشوی معکوس اشاره کرد.
افت فشار
افت فشار در بستر رزین تبادل یونی C100 به توزیع اندازه ذرات، عمق بستر، حجم خالی مواد تبادل کننده، دبی جریان و گرانروی (ویسکوزیته) محلول ورودی بستگی دارد. هر عاملی که تاثیر منفی بر پارامترهای ذکرشده داشته باشد باعث افزایش افت فشار در بستر رزین می شود. با توجه به کیفیت آب ورودی، طراحی و کاربرد رزین سختی گیر، جریان می تواند از 10 تا 40 مترمکعب بر ساعت بر متر مکعب رزین متغیر باشد. برای محاسبه افت فشار آب در عبور از بستر رزین C100 برای دبی های مختلف جریان می توان از نمودار زیر استفاده کرد.
شستشوی معکوس (Back Wash)
در طول شستشوی معکوس رو به بالا، بستر رزین باید در مدت 10 تا 15 دقیقه در حدود 50 تا 70 درصد حجم خود منبسط شود. این کار باعث آزاد شدن ذرات معلق، تمیز شدن سطح بستر از حباب ها و حفرات، طبقه بندی دوباره دانه های رزین و کاهش مقاومت در برابر جریان ورودی می شود. برای طبقه بندی مناسب بستر رزین در اولین سرویس، شستشوی معکوس رزین به مدت 30 دقیقه عموما کفایت می کند. نکته مهم و قابل توجه این است که انبساط بستر رزین با افزایش دبی جریان و کاهش دمای جریان ورودی، افزایش می یابد. با استفاده از نمودار زیر می توان میزان انبساط بستر را با توجه به دبی و دمای آب محاسبه کرد. باید همواره توجه داشت که انبساط بیش از حد بستر، باعث خروج دانه های رزین از قسمت بالایی فیلتر نشود.
احیای رزین کاتیونی C100
پس از گذشت مدتی بستر رزین از یون های کلسیم و منیزیم اشباع می شود و کارایی خود را از دست می دهد. در نتیجه باید رزین را احیا کرد تا بتواند دوباره مورد استفاده قرار گیرد. احیا در واقع به منظور برگرداندن یون های سدیم به ساختار رزین می باشد. برای احیای رزین پرولایت C100 لازم است از محلول 8 تا 20% سدیم کلرید (آب نمک) با نرخ 2 تا 7 مترمکعب بر ساعت بر مترمکعب رزین به مدت 15 الی 60 دقیقه استفاده شود. احیای به موقع و درست رزین پرولایت C100 باعث افزایش طول عمر و بهبود کارایی و عملکرد آنها می شود.
عمر مفید رزین پرولایت C100
رزین پرولایت در صورت احیای مناسب قابلیت استفاده چندین ساله را دارد. در تمامی سیستم های سختی گیر با رزین لازم است که رزین به صورت دوره ای شسته شده و یا back wash صورت گیرد بسته به نوع رزین استفاده شده، رزین باید هر 10 سال تعویض گردد اما اگر این رزین از کیفیت خوبی برخوردار باشد و از آب شهر در تغذیه آن استفاده شود این مدت افزایش می یابد.