ريزينات التبادل الشاردي

 

 

أنواع ريزينات التبادل الشاردي

تطبيقات واستعمالات المبادلات الشاردية

   

 


 

 

 

 

أولاً - أنواع ريزينات التبادل الشاردي:

 

الريزين هو مادة حبيبية لا تنحل بالماء تحوي شوارد قابلة للتبادل مع الشوارد الموجودة في الماء, ولريزين التبادل الشاردي أنواع كثيرة أهمها:

ريزينات تبادل كاتيونية حمضية قوية:

تقوم باستبدال الشوارد الموجبة (الكاتيونات) لجميع الأملاح بشاردة الهيدروجين أو الصوديوم الموجودة في الريزين, ومنها الريزينات الكاتيونية المستخدمة في أجهزة إزالة القساوة Softener.

 

ريزينات تبادل كاتيونية حمضية ضعيفة:

تقوم باستبدال شاردة الهيدروجين +بكاتيونات أملاح الحموض الضعيفة فقط كملح بيكربونات الكالسيوم وليس كبريتات الكالسيوم.

 

ريزينات تبادل أنيونية قلوية قوية:

هذه الريزينات قادرة على استبدال شاردة الهيدروكسيل -OH بأنيونات الحموض جميعاً لذلك تتميز بالقدرة على إزالة السيليكا المنحلة H2SiO3. أما تركيبها الكيميائي فهو بولي ستيرين يحتوي مجموعة أمونيوم رباعية.

 

ريزينات تبادل أنيونية قلوية ضعيفة:

تستطيع التخلص من الحموض القوية فقط مثل  HCL- H2SO4 HNO3

ولكنها غير قادرة على إزالة حمض الكربون أو حمض السيليسيوم.

 

 


 

  

ثانياً - تطبيقات المبادلات الشاردية :

 

للريزين استخدامات كثيرة في مجال معالجة المياه ومعالجة مياه الصرف الصناعي ومن هذه الاستخدامات:

1 - التطرية وإزالة القساوة (إزالة الكلس).

2 - إزالة القلوية.

3 - إزالة الشوارد الموجبة والسالبة.

4 - إزالة النترات.

5 - إزالة المعادن الثقيلة.

6 - استخدامات كثيرة متعددة: صناعة السكر والكلوكوز، الصناعات الصيدلانية, الصناعات الغذائية

                               الصناعات الكيميائية، الاستخدامات المخبرية، يستخدم كمواد محفزة،

                               الصناعات الالكترونية، الاستخدامات النووية... الخ.

  

1 - التطرية وإزالة القساوة بالتبادل الشاردي :

تجري هذه العملية بواسطة جهاز إزالة القساوة Softener الذي يحوي فرشة ريزين كاتيوني قوي مشحون بشاردة الصوديوم.

حيث يمر الماء خلال الريزين الذي يقوم بأخذ شوارد الكالسيوم والمغنزيوم من الماء القاسي وإعطائه شوارد الصوديوم الطرية. أي يقوم الريزين باستبدال الشوارد القاسية (شوارد الكالسيوم والمغنزيوم) بشوارد غير قاسية (شوارد الصوديوم).

 عندما يصبح الريزين مشبعاً بشوارد الكالسيوم والمغنزيوم القاسية عندها يقوم جهاز Softener بعملية تنشيط الريزين بالمحلول الملحي Regeneration.

إن وظيفة المحلول الملحي NaCl هو إعادة شحن الريزين بشاردة الصوديوم Na وذلك بأخذ شوارد الكالسيوم والمغنزيوم من الريزين وإعطاء الريزين شاردة الصوديوم. 

لمزيد من المعلومات عن Softener اضغط هنا .

 

2 - إزالـة القلويـة :

إن الهدف الرئيس من خفض قلوية ماء المرجل هو تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون في البخار والذي يشكل السبب الأساسي لتآكل أنابيب التكاثف, وينطلق ثاني أكسيد الكربون في المرجل نتيجة تحلل القلوية الكربوناتية والبيكربوناتية.

 

يستخدم هنا ريزين أنيوني قلوي قوي Strong Basic Anionic Resin لإزالة البيكربونات من الماء..

وتتم عملية التنشيط للمبادل الآنيوني بالمحلول الملحي.

  

3 - إزالة الشوارد الموجبة والسالبة Deionization:

تتطلب كثير من الصناعات ماءً عالي النقاوة و خالياً من الشوارد الموجبة والسالبة.

إن الشوارد الموجبة (الكاتيونات) والشوارد السالبة (الآنيونات) هي سبب الناقلية الكهربائية للماء لذلك يمكن استخدام الناقلية كمقياس لنقاوة الماء.

 

 

تتم عملية إزالة الشوارد على مرحلتين: 

 

إزالة الشوارد الموجبة:

باستعمال الريزينات الكاتيونية القوية التي تستبدل الشوارد الموجبة بشوارد الهدروجين

ويتم تنشيط الريزينات الكاتيونية بالحموض القوية كحمض الكبريت.

 

إزالة الشوارد السالبة:

باستعمال الريزينات الآنيونية القوية التي تستبدل الشوارد السالبة بشوارد الهدروكسيل OH، وإن شوارد الهدروكسيل تقوم بتعديل الحموض الناتجة من استعمال الريزين الكاتيوني القوي ونحصل على ماء خال من الشوارد.

ويتم تنشيط الريزينات الآنيونية بالمحاليل القلوية كالكوستيك.