راتنجات السرير المختلطة: قلب الماء النقي منزوع الأيونات والفائق

راتنجات السرير المختلط تحظى بشعبية في صناعة معالجة المياه لإنتاج مياه نقية للغاية والعديد من التطبيقات الأخرى. توضع الراتنجات الأيونية والراتنجات في حاوية بنسبة محددة ويتم خلطها تمامًا لإزالة جميع الأيونات في الماء. ستوفر هذه المقالة نظرة شاملة عن راتنجات السرير المختلطة ، تغطي تعريفها ، وهيكلها ، وتصنيفها ، وعملية العمل والتجديد ، والميزات ، والتطبيق.

يشير راتنجات السرير المختلطة إلى الراتنجات المستخدمة في نظام السرير المختلط. في هذا النظام ، يتم مزج راتنجات التبادل الموجب والراتنجات التبادل الأنيوني بنسب محددة ويعملان معًا لإزالة كل من الكاتيونات والأنيونات من الماء بشكل فعال ، مما يؤدي إلى إزالة الأيونات. تستخدم هذه الراتنجات على نطاق واسع في إنتاج المياه فائقة النقاء ، خاصة في صناعات مثل الإلكترونيات والأدوية والأغذية والمشروبات ، حيث تكون جودة المياه العالية حرجة.

يتكون هيكل راتنجات السرير المختلطة في المقام الأول من عنصرين:

• راتنجات تبادل الأيونات: تتكون عادة من البوليميرات القائمة على البوليسترين ، تتم معالجة الراتنجات الموجبة بالأحماض أو القواعد لتشكيل مواقع التبادل الأيوني النشطة. تتفاعل هذه المواقع مع الكايتونات في الماء (مثل كاليفورنيا^{2 +}، ملغ^{2 +}، نا⁺) ، مما يتيح إزالة الأيونات المشحونة إيجابيًا.
• راتنجات التبادل الأنيون: مصنوعة بشكل مماثل من البوليميرات القائمة على البوليسترين ، تخضع راتنجات الأنيون لعلاج التأين لتشكيل مواقع قادرة على تبادل الأيونات السالبة الشحنة. هذه المواقع تزيل الأنيونات بفعالية من الماء (مثل HCO₃^-، لذا₄^2-، Cl^-، ولا₃^–).

المزج الموحد لهذين النوعين من الراتنج يجعل عملية التبادل تتكرر ألف مرة لإنتاج مياه نقية عالية الجودة.

يمكن تصنيف راتنجات السرير المختلطة إلى فئات مختلفة وفقًا لمتطلبات التطبيق وأنواع الراتنج:

• تبادل قوي للكاتيونات الحمضية (كيس) وراتنجات تبادل أنيون قاعدة قوية (سبا): المجموعة الأكثر شعبية والأكثر استخدامًا على نطاق واسع ، يمكنها إزالة مجموعة واسعة من الأيونات بفعالية.
• تبادل الأيونات الموجبة (الواك) والأحماض الضعيفة والراتنجات الصرف الأيونية (WBA): أنها مصممة لتلبية احتياجات معالجة المياه المحددة ، مثل إزالة بعض المواد العضوية بشكل انتقائي. تستخدم عادة في التطبيقات التي تتطلب مراقبة دقيقة لجودة المياه.

• MB610U
• MB615U
• MB10IND
• MB20IND
• MB30IND
• MB10 EDM
• MB10
• MB28
• MB30
• MB35
• MB20
• SA400MB
• MB850NK
• MB860NK
• MB870NK
• MB960NK
• MA920
• س 420
• MA9000

يعتمد مبدأ عمل راتنجات السرير المختلطة على تفاعلات التبادل الأيوني.

عندما يدخل الماء الخام إلى الوعاء ، ويتدفق عبر السرير المختلط. الماء الخام يتكون من إيجابية (Ca^{2 +}، ملغ^{2 +}، نا⁺السلبية (HCO)₃^-، لذا₄^2-، Cl^–، لا₃^–الأيونات وأوعية السرير المختلطة لها كايتونات (عادة مع H⁺ أيونات) والأنيون (عادة مع أوه^- أيونات) الراتنجات.

يتم استبدال جميع الأيونات الموجبة في الماء الخام بواسطة راتنجات الموجبة مع H⁺ شكل وإطلاق سراح ح⁺ أيونات.

R–H + كاليفورنيا^{2 +} → R–Ca + ساعة⁺

في الوقت نفسه ،

يتم استبدال جميع الأيونات السالبة في الماء الخام بواسطة راتنجات أنيون مع أوه^- شكل وإطلاق سراح ح⁺ أيونات.

R–OH + لا₃^- → R–NO₃ + أوه^-

بنفس الطريقة ، يطلق كل من الراتنجات الأنيون والراتنجات الأيونية أوه^– و H⁺ الأيونات ، وسيتم توليد الماء منزوع الأيونات.

بمرور الوقت ، تفقد راتنجات الفراش المختلطة قدرتها على التبادل الأيوني وتتطلب تجديدًا دوريًا. تتضمن عملية التجديد بشكل عام الخطوات التالية:

• الغسيل العكسي: الغسيل العكسي للراتنجات الفاشلة لفصلها إلى طبقة كاتيون وأنيون منفصلة بسبب كثافة مختلفة من الراتنجات والأنيون. تتميز الراتنجات الأيونية بكثافة أعلى ، وسوف تنخفض إلى أسفل الوعاء أثناء الغسيل العكسي ، بينما يذهب راتنجات الأنيون إلى أعلى الوعاء. يمكنك ضبط التدفق العكسي بشكل صحيح لضمان الانفصال التام وفي حالة الهروب في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تضمن معدلات التدفق أن يكون للسرير المختلط مساحة توسيع كافية. بعد الغسيل العكسي ، تحتاج الكاتيونات والراتنجات أنيون إلى بضع دقائق لتستقر في طبقات منفصلة حتى يكون هناك خط فصل حاد ولا يوجد خلط متقاطع للأنيون والكاتيونات مرئي.
• حقن تجديد: اختر التجدد الصحيح وتجديد الراتنجات والأنيون الفاشلة. الصودا الكاوية (NaOH) هي مادة مستخدمة بشكل شائع لراتنجات أنيون وكلوريد الهيدروجين (HCl) هو مادة مجعدة لراتنجات الكاتيونات. ضخ NaOH من الجزء العلوي من الوعاء وجمع من المجمع الأوسط. وحقن HCl في أسفل الخط وجمعها من المجمع الأوسط. عادة ، يجب أن يكون وقت الحقن 20-30 دقيقة حتى يتم تجديد جميع الراتنجات.
• شطف بطيء: شطف السرير المختلط باستمرار مع تدفق المياه النظيفة لتهجير التجدد وإزالة أي شوائب أو رواسب من المياه التي قد تكون تراكمت على سطح الراتنج.
• تصريف: قبل حدوث خلط الهواء ، استنزف الماء في الوعاء للمساعدة على الخلط التام بين الأيونات والأيونات.
• خلط: مزيج كاتيون وراتنجات أنيون مع النيتروجين أو الهواء النقي أو تدفق الهواء الآخر ويمكن أن يكون وقت الخلط 5–15 دقيقة. ملء المياه من الجزء العلوي من الوعاء وسوف يستغرق بضع دقائق. لمنع اضطراب خلط الراتنجات ، يمكنك استخدام ماء مخفف ناوه في الدقائق القليلة الأولى.
• الشطف السريع: إنها الخطوة الأخيرة للتجديد ، لذلك يطلق عليها أيضًا الشطف النهائي. يتم شطف الراتنج تمامًا بالماء منزوع الأيونات لضمان إزالة أي مادة مجددة متبقية تمامًا ، وتجنب تلوث المياه المعالجة. بعد ذلك ، يتم خلط الراتنجات الأيونية والأيونية بالتساوي في الوعاء وإعادتها إلى حالتها الأصلية وجاهزة للخدمة.

• كفاءة إزالة الأيونات العالية: يتيح الجمع بين الراتنجات الأيونية والراتنجات الأيونية إزالة الأيونات بكفاءة في فترة قصيرة ، والحفاظ على الأداء الممتاز حتى في ظروف الحمل العالي.
• قدرة قوية على التكيف: راتنجات السرير المختلطة قابلة للتكيف مع مجموعة واسعة من ظروف جودة المياه ومعدلات التدفق ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.
• تصميم موفر للمساحة: نظرًا لقدرتها على إزالة الأيونات بكفاءة عالية ، عادة ما تكون أنظمة معالجة راتنج السرير المختلط مضغوطة الحجم ، مما يساعد العملاء على توفير مساحة المعدات وتكاليف الاستثمار.
• درجة نقاء عالية للمياه: يمكن لراتنجات السرير المختلطة إنتاج ماء منزوع الأيونات فائق النقاء يلبي أو يتجاوز معايير الصناعة ، مما يضمن أعلى جودة مياه للتطبيقات الصعبة.

تستخدم راتنجات السرير المختلطة في مختلف الصناعات ، بما في ذلك:

• صناعة الإلكترونيات: في تصنيع أشباه الموصلات وعمليات الإنتاج الإلكترونية الأخرى ، يتم استخدام راتنجات السرير المختلط لإنتاج مياه فائقة النقاء ، مما يضمن جودة المنتج وموثوقيته.
• صناعة الأدوية: تستخدم راتنجات السرير المختلطة في تحضير وتنقية المياه لإنتاج الأدوية ، مما يضمن معايير جودة المياه الآمنة والمتوافقة وفقًا لمتطلبات الأدوية.
• صناعة الأغذية والمشروبات: راتنجات السرير المختلطة تزيل الشوائب والروائح والمركبات الضارة من المياه المستخدمة في إنتاج المشروبات ، مما يضمن أن المنتج النهائي هو من أعلى مستويات الجودة والسلامة.
• معالجة مياه الصرف الصناعي: تستخدم راتنجات السرير المختلطة في معالجة مياه الصرف الصناعي المحملة بأيون ، وإزالة الأيونات بفعالية وتقليل التلوث البيئي مع تسهيل استرداد الموارد.