التبادل الأيوني والراتنجات الامتزاز تسريع عملية إعادة استخدام المياه

تزداد ندرة المياه العالمية سوءًا ، خاصة في المناطق المركزة صناعيًا ، حيث يزداد الطلب على موارد المياه باستمرار. تعتبر الطرق التقليدية لمعالجة المياه وتصريفها غير كافية لتلبية احتياجات الصناعة الحديثة والتنمية المجتمعية ، بينما تلعب تكنولوجيا إعادة استخدام المياه دورا أساسيا في معالجة هذه القضية. أثناء إعادة استخدام المياه التكنولوجيا والراتنجات تلعب أدوارًا مهمة لإزالة المعادن الثقيلة والملوثات العضوية ونيتروجين الأمونيا والنترات. يمكنهم المساعدة في تحسين جودة المياه وتوفير مياه قابلة لإعادة الاستخدام مؤهلة.

A wastewater treatment plant overview.
خيارات الراتنج

كما نعلم جميعًا ، يمكن تقسيم الراتنجات إلى راتنجات التبادل الأيوني والراتنجات الامتزاز ، وتحتوي راتنجات التبادل الأيوني على أنواع من أكياس ، وواك ، وسبا ، ووبا. أثناء معالجة إعادة استخدام المياه ، يتم اعتماد الراتنجات الحمضية القوية (الكيس) ، والراتنجات المخلبة ، والراتنجات الامتزاز المسامية لإكمال مهمة معالجة إعادة استخدام المياه.

كيف يعمل الراتنجات في إعادة استخدام مياه الصرف الصحي

في عملية معالجة إعادة استخدام مياه الصرف الصحي ، تلعب الراتنجات دورا هاما في إزالة المعادن الثقيلة والملوثات العضوية وتليين المياه والتخلص من النيتروجين والنترات والأمونيا. تتطلب الملوثات المختلفة أنواعًا مختلفة من الراتنجات. وفيما يلي الخطوط العريضة لتطبيقاتها المحددة في إعادة استخدام المياه ، بما في ذلك الوظائف ، وأنواع الراتنجات ، ومبادئ العمل ، والتفاعلات الكيميائية.

إزالة المعادن الثقيلة

غالبًا ما تحتوي مياه الصرف الصناعي على المعادن الثقيلة مثل النحاس والرصاص والزنك والكادميوم ، والتي تضر بالبيئة وصحة الإنسان وتحد من إزالتها من خلال المعالجة البيولوجية. يمكن للراتنجات القضاء بفعالية على هذه الأيونات المعدنية من خلال الامتزاز الكيميائي أو التبادل الأيوني.
في التبادل الأيوني ، تتبادل المجموعات المشحونة على سطح الراتنج مع أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي ، تربط أيونات المعادن بالراتنج بينما تطلق أيونات الهيدروجين أو الصوديوم. راتنجات خلبيبة تمتص بقوة أيونات معدنية عن طريق تشكيل روابط كيميائية داخل مصفوفة الراتنج:

R-H+ + مكعب2 + → R-مكعب2 + + 2H+

A process of how ion exchange resins removes copper in wastewater reuse treatment.

في ذلك ،

  • R-H+: أيون الهيدروجين (H+) على الراتنج ، الذي يمكن تبادله مع الكاتيونات الموجودة في المحلول المائي
  • مكعب2 +: أيونات النحاس (مكعب2 +) في المحلول المائي
إزالة الملوثات العضوية

تحتوي بعض مياه الصرف الصناعي على مركبات عضوية حرارية (مثل الفينول والأصباغ) ، والتي لا تؤدي فقط إلى تدهور نوعية المياه ولكن قد تنتج أيضًا روائح وتغير اللون. يمكن لراتنجات الامتزاز إزالة هذه المواد العضوية من خلال الامتزاز المادي ، مما يضمن أن الماء نقي ويلبي معايير إعادة الاستخدام.

الراتنجات المسامية تزيل الملوثات العضوية من خلال الامتصاص المادي. توفر مساحة سطحها الكبيرة وهيكلها المسامي مواقع امتزاز للجزيئات العضوية ، حيث تحتفظ التفاعلات الكارهة للماء بين المركبات العضوية وسطح الراتينج بالجزيئات الموجودة على الراتينج:

جعضوي + → R ،كثف

The process of adsorbent resin working in wastewater reuse treatment.

في ذلك ،

  • ج: الملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي
  • ص: موقع الامتزاز على الراتنج.

الجزيئات العضوية تلتصق بالمسام أو سطح الراتنج من خلال القوى بين الجزيئية.

تليين المياه

تحتوي بعض مياه الصرف الصناعي على مستويات عالية من أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم ، مما يزيد من صلابة المياه. يمكن أن تسبب أيونات الصلابة هذه التحجيم في خطوط أنابيب المعدات ، مما يؤثر على أداء النظام. تليين المياه من خلال الراتنجات يمنع التحجيم ويضمن تشغيل المعدات العادية.

أثناء تليين الماء ، أيونات الصوديوم على التبادل الأيوني للكاتيونات مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم في الماء ، وإزالة أيونات الصلابة وتليين الماء:

2R-Na + Ca2 + ← ص2كاليفورنيا + 2Na+

The process of resin softening working in wastewater reuse treatment.

في ذلك ،

  • R: مصفوفة الراتنج
  • نا: أيونات الصوديوم
  • كاليفورنيا: أيونات الكالسيوم

يزيل الراتنج أيونات الصلابة عن طريق تبادل أيونات الصوديوم لأيونات الكالسيوم ، وتحقيق تأثير تليين.

إزالة النتروجين والنترات والأمونيا

النتروجين والنيتروجين والأمونيا ملوثات غير عضوية شائعة في المياه المستعملة ، لا سيما في النفايات السائلة من الصناعات الإلكترونية وصناعات أشباه الموصلات. تساعد إزالة هذه الملوثات على تقليل خطر الإغناء بالمياه وتقليل التأثير البيئي لمياه الصرف الصحي.

تتبادل راتنجات تبادل الأيونات مع أيونات النيتروجين والأمونيا في مياه الصرف الصحي ، وربط نيتروجين الأمونيا بالراتنج. راتنجات التبادل الأنيوني تزيل أيونات النترات من خلال عملية تبادل:

إزالة نيتروجين الأمونيا:

، ، + NH4+ ← ←4 + ساعة+

The process of resin softening working in wastewater reuse treatment.

في ذلك ،

  • R: مصفوفة الراتنج
  • H: الأيون الموجود أصلاً في راتنج التبادل الأيوني
  • NH4+: أيون نيتروجين الأمونيا

في عملية التبادل هذه ، يمتص الراتنج أيونات الملوثات المستهدفة ، وينقّي الماء.

إزالة أيونات النترات:

R-Cl + لا3- → ←3 + Cl-

The process of resin softening working in wastewater reuse treatment.

في ذلك ،

  • R: مصفوفة الراتنج
  • Cl: أيون موجود أصلاً في راتنج تبادل الأنيون
  • لا3-أيون النترات:

في عملية التبادل هذه ، يمتص الراتنج أيونات الملوثات المستهدفة ، وينقّي الماء.

الصناعات والتطبيقات المحددة لمعالجة إعادة استخدام مياه الصرف الصحي
  • صناعة الطلاء الكهربائي. إزالة أيونات المعادن الثقيلة (مثل النيكل والكروم والنحاس والزنك) والسيانيد من مياه الصرف الصحي لتحقيق استعادة مياه الشطف بالكهرباء ، والحد من تصريف مياه الصرف الصحي ، وخفض تكاليف الإنتاج.
  • صناعة النسيج والصباغة. إزالة جزيئات الصبغة والمواد الصلبة العالقة والمواد العضوية من مياه الصرف الصحي لإعادة استخدام المياه المعالجة لعمليات الصباغة ، والحد من استهلاك المياه العذبة.
  • صناعة الأدوية. إزالة المضادات الحيوية والأملاح غير العضوية والشوائب العضوية من مياه الصرف الصحي لاستخدامها في عمليات التبريد أو التنظيف.
  • صناعة النفط والغاز. إزالة النفط ومركبات الكبريت والملوثات الأخرى من مياه الصرف الصحي لإعادة استخدامها في فيضان المياه أو العمليات الصناعية الأخرى.
  • صناعة الأغذية والمشروبات. إزالة الملونات والمواد العضوية والشوائب الأخرى من مياه الصرف الصحي (مثل إنتاج الشراب) لعمليات التنظيف أو التبريد.
The mascot wearing earphone and two piles of resins.
An icon of E-mail. بحاجة إلى أي مساعدة ؟

بغض النظر عن الأدلة أو الاستفسار أو المساعدة ، خبراؤنا مستعدون لخدمتك.

الاسم الخاص بك *
رمز البلد * + رقم الهاتف *
رسالة *