تبادل یونی در تصفیه آب

برای حذف آنیون ها و کاتیون های نامطلوب از پساب،می توان از تبادل یونی در تصفیه آب استفاده کرد. کاتیون هابا هیدروژنیاسدیم و آنیون هابایون ها هیدروکسیل مبادله می شود. رزین های تبادل یونی از ساختار شبکه آلی یا غیر آلی متصل به گروه های عامل تشکیل شده است.  اکثر رزین های یونی به کار رفته برای تبادل یونی در تصفیه آب و فاضلاب ، رزین های مصنوعی تهیه شده از پلیمریزاسیون ترکیبات آلی به صورت یک ساختار سه بعدی متخلخل می باشد.

میزان اتصالات عرضی بین زنجیره های آلی  تعیین کننده ساختار داخلی منفذ است و هرقدر اتصالات عرضی متراکم تر باشد، منافذ کوچکتر می شود. در عین حال با کاهش تراکم اتصالات عرضی، استحکام فیزیکی کاهش یافته و تورم رزین در آب افزایش می یابد. گروه های یونی عامل معمولا به وسیله واکنش دادن شبکه پلیمری با ترکیبات شیمیایی حاوی گروه مورد نظر تولید می شوند. ظرفیت تبادل یونی در تصفیه آب بر اساس تعداد گروه های عامل در واحد جرم رزین تعریف می شود.

رزین های تبادل یونی در تصفیه آب مبادله کننده یون های مثبت را کاتیونی و مبادله کننده یون های منفی را آنیونی می نامند. رزین های کاتیونی دارای گروه های عاملی اسیدی نظیر سولفونیک و رزین های آنیونی دارای گروه های عامل بازی نظیر آمین هستند. اغلب رزین های تبادل یونی را بر اساس ماهیت گروه های عاملی به اسیدی قوی ، اسیدی صغیف، بازی قوی و بازی ضعیف دسته بندی می کنند.

قدرت خاصیت اسیدی یا بازی مثل اسید ها یا بازی های محلول به درجه یونیزاسیون گروه های عامل بستگی دارد. بدین طریق رزینی با گروه اسیدسولفونیک یک رزین کاتیونی اسیدی قوی خواهد بود. متداول ترین رزین تبادل یونی اسیدی قوی بوسیله کوپولیمریزاسیون استایرین و دی وینیل بنزن و سولفوناسیون کوپولیمر  بدین طریق بدست می آید. مقدار اتصالات عرضی بوسیله جز دی وینیل بنزن در مخلوط اولیه مونومر ها کنترل می شود.

انواع رزین تبادل یونی در تصفیه آب

1. رزین کاتیونی اسیدی قوی
2. رزین کاتیونی اسیدی ضعیف
3. رزین آنیونی بازی قوی
4. رزین آنیونی بازی ضعیف
5. رزین های کیلاتی (Chelating)

تصویر زیر نمایی از مکانیسم تبادل یونی را نشان می دهد.

مکانیسم تبادل یونی در تصفیه آب