الفبای شستشوی رزین های تعویض یونی

سختی گیری آب به روش تعویض یونی، یک راه مقرون به صرفه برای بهبود کیفیت آب منزل و جلوگیری از هزینه صدمات وارده به سیستم لوله کشی و تجهیزات منزل است.

دستگاه های سختی گیر، نیاز به تعمیرات کمی دارند و رزین های کاتیونی در صورت نگهداری درست می توانند بین 7 تا 10 سال عمر داشته و نیازی به تعویض نداشته باشند.

تنها دو نگرانی عمده برای سختی گیرها وجود دارد که می تواند باعث ایجاد مشکل و کاهش راندمان آنها شود:

- رسوب آهن و منگنز

- رسوب مواد آلی مانند تانن (Tannin) و یا هومیک اسید (Humic Acid)

در این مقاله، تلاش داریم تا اطلاعاتی کلی در مورد نحوه مقابله با این دو مشکل و همچنین پیشگیری از آنها را ارائه دهیم:

ایجاد رسوب روی رزین های کاتیونی

آهن و منگنز، دو کاتیون با بار مثبت الکتریکی هستند که مانند یونهای کلسیم و منیزیم، جذب رزین های کاتیونی می شوند. اما بر خلاف کلسیم و منیزیم، آهن و منگنز با احیای رزین توسط آب نمک بخوبی شسته نشده و مقداری از آنها کماکان روی رزین باقی خواهد ماند. به این ترتیب، با گذشت زمان، رسوبهای ناشی از آهن و منگنز، به تدریج روی هم انباشته می شوند.

رزین های کاتیونی غالباً در دو رنگ سیاه و یا قهوه ای روشن در باز موجود هستند و دیدن رسوب آهن و منگنز با چشم غیرمسلح روی آنها بسیار دشوار است.

بهترین روش برای شناسایی رسوب این دو ماده روی رزین، این است که نمونه ای از رزین را داخل محلول 1% اسید هیدروکلریک بیندازیم. اگر بعد از گذشت 5 تا 10 دقیقه، محلول اسید دارای بیش از 5 ppm آهن شده بود، نشاندهنده وجود رسوب آن روی رزین بوده و لازمست تا رزین را با انجام شستشوی مناسب، عاری از آهن کنیم.

مواد متداول شستشو دهنده رزین جهت حذف آهن, عبارتند از  اسید سولفامیک، اسید هیدروکلریک، اسید سیتریک، اسید استیک و هیدروسولفیت سدیم. اینکه از کدامیک از این مواد استفاده کنیم، بستگی به جنس بدنه و همینطور اجزای توزیع کننده سختی گیر دارد.

مواد شستشو دهنده آهن از روی رزین، بر اساس یک یا چند قاعده مشابه عمل می کنند:

- با کاهش PH ستون رزین، باعث می شوند تا آهن بیشتر خاصیت حل شوندگی پیدا کند.

- حالت ferric (Fe+++) آهن را تبدیل به حالت ferrous (Fe++) کند که بیشتر خاصیت حل شوندگی دارند.

- با آهن ترکیب می شوند تا ترکیباتی را درست کنند تا به رزین های کاتیونی نچسبند.

شستشوی رزین با هیدروسولفیت سدیم

در این بخش، دستورالعملی برای شستشوی رزین با هیدروسولفیت سدیم ارائه می شود:

عمده سازندگان، توصیه می کنندکه به ازای هر فوت مکعب رزین، از 1.25 پوند هیدروسولفیت سدیم برای شستشوی رزین استفاده شود.

مراحل انجام کار:

1- رزین را شستشوی معکوس (Backwash) کنید.

2- رزین را با آب نمک، احیا کنید.

3- رزین را به آهستگی شستشو دهید تا به مقدار بسیار کمی، طعم شوری به خود بگیرد.

4- با بستن شیر، سختی گیر را ایزوله کنید.

5- ضمن تخلیه فشار، کاور بالای سختی گیر را بردارید.

6- سطح آب را کاهش دهید تا زمانی که مقدار آب بالای رزین، معادل نصف حجم بستر رزین باشد.

7- محلول غلیظی از هیدروسولفیت سدیم ‏آماده کنید تا با اضافه کردن آن به آب بالای سطح بستررزین، محلولی با غلطت 4% ایجاد شود.

8- محول را با آب مخلوط می کنیم.

9- محلول را از پایین سختی گیر تخلیه می کنیم تا سطح آب به سطح بستر رزین برسد.

10- محلول و رزین را مخلوط کنید. البته برای این کار از دمیدن هوا استفاده نکنید. زیرا هوا باعث اکسید شدن هیدروسولفیت سدیم ‏و کاهش اثربخشی آن می شود.

11- رزین بین 4 تا 12 ساعت کاملاً خیس بخورد.

12- کاور بالای سختی گیر را سر جای خود قرار دهید.

13- عملیات شستشوی معکوس و تخلیه را به مدت 30 دقیقه انجام دهید.

14- رزین را با دو برابر غلطت معمول آب نمک، احیا کنید.

15- زمانی که PH آب در حال تخلیه به حد نرمال رسید، سختی گیر را مجدداً در سرویس قرار دهید.

تمیز کننده های رزین

برای جلوگیری از تجمع و رسوب آهن و منگنز در سختی گیرها، گاهی از روش اضافه کردن برخی مواد تمیز کننده به محلول آب و نمک احیا استفاده می کنند. در این موارد، 1/8 گالن (1 pint) ماده تمیز کننده را به 50 گالن نمک احیا اضافه می کنند.

انواع مختلفی از تمیز کننده های رزین بصورت پودر و مایع وجود دارند.

استفاده از مواد تمیز کننده رزین در آب نمک احیا، ساده ترین و البته در عین حال گرانترین روش مقابله با رسوب آهن و منگنز روی رزین است. این مواد تمیز کننده علاوه بر اینکه از تشکیل رسوب آهن و منگنز روی رزین جلوگیری می کنند، بلکه در هر وعده احیا، رسوبات تشکیل شده را نیز شستشو و از رزین جدا می نمایند.

در بعضی مناطق، آهن بصورت ترکیبات آلی در آب وجود دارد. در این شرایط، معمولاً آهن دارای بار الکتریکی منفی است. این نوع از آهن توسط رزین های آنیونی از آب جدا می شوند.

اما باید توجه داشت که وجود این نوع ترکیبات آهن در آب باعث رسوب گذاری روی رزین های کاتیونی خواهد شد. برای شستشوی این نوع رسوب آهن، از محلول آب نمک و هیدروکسید سدیم استفاده می شود.

شستشوی این رزین ها توسط محلول فوق الذکر، معمولاً در شب صورت گرفته و پس از احیا با نمک، مجدداً در سرویس قرار می گیرند.

شستشوی رسوب ناشی از مواد آلی روی رزین های کاتیونی

رزین های کاتیونی می توانند باعث تجمع ترکیبات آلی شوند. البته این پدیده برای منازلی که از آب شهری استفاده می کنند، کمتر اتفاق می افتد. اما منازلی که آب خود را از چاه های نسبتاً کم عمق تأمین می کنند، در معرض این مشکل قرار دارند.

مواد آلی متدوالی که باعث تشکیل رسوب روی رزین ها می شوند عبارند از تانن (Tannin) و هومیک اسید (Humic Acid). تانن و هومیک اسید از محصولات جانبی تجزیه گیاهان بوده و باعث ایجاد رنگ و طعم و بوی بد آب می شوند.

تانن و هومیک اسید، با رزین، تبادل یون انجام نمی دهند. بلکه با توجه به تغییر PH داخل سختی گیر، تبدیل به رسوب شده و در داخل حفره های رزین گیر می افتند.

این اتفاق باعث کاهش اثربخشی رزین می شود. ضمناً با توجه به اینکه احیا با آب نمک نمی تواند این رسوبات را از بین ببرد، مقدار آنها به مرور زمان افزایش پیدا می کند.

دستورالعمل زیر می تواند برای شستشوی رسوبات آلی روی رزین ها مورد استفاده قرار گیرد:

1- رزین را بصورت کامل، شستشوی معکوس (Backwash) کنید. سپس رزین را مانند روال عادی، احیا کنید. از دوبرابر مقدار عادی محلول آب نمک برای احیا استفاده کنید.

2- با بستن شیر، سختی گیر را ایزوله کنید.

3- ضمن تخلیه فشار، کاور بالای سختی گیر را بردارید.

4- سطح آب داخل سختی گیر را پپایین بیاورید تا زمانی که تنها 3 اینچ آب بالای سطح بستر رزین قرار گرفته باشد.

5- محلول هیدروکسید سدیم را اضافه کنید.

6- محلول را از پایین سختی گیر تخلیه می کنیم تا سطح آب به سطح بستر رزین برسد.

7- اجازه دهید تا رزین به مدت 3 تا 4 ساعت در محلول هیدروکسید سدیم کاملاً خیس بخورد.

8- محلول هیدروکسید سدیم را تخلیه کنید.

9- هیدروکسید سدیم استفاده شده را قبل از تخلیه به چاه، از یک ماده خنثی کننده عبور دهید.

10- ‏ کاور بالای سختی گیر را سر جای خود قرار دهید.

11- ستون رزین داخل سختی گیر را از بالا به پایین شستشو دهید تا آب کاملاً شفاف خارج شود.

12- رزین را با دو برابر محلول آب نمک در شرایط عادی، احیا کنید.

13- بعد از آن مجدداً یکبار مانند شرایط کاملاً نرمال، عمل احیا را انجام دهید.

تانن و هومیک اسید بواسطه ایجاد رنگ مانند رنگ چای در آب، به راحتی در منبع آب قابل شناسایی هستند. برای جلوگیری از رسوب این مواد آلی، احیای منظم و در بازه های زمانی کوتاه سختی گیر، الزامی است.

بازه زمانی حداکثر سه روزه برای احیای سختی گیر، بازه مناسبی است که هم از طرفی احتمال تشکیل رسوب را کاهش می دهد و هم از طرف دیگر، استفاده و نگهداری از سیستم و همینطور راندمان آن را در شرایط خوبی قرار می دهد.

عدم پایبندی به احیای سختی گیر در بازه های زمانی سه روزه، احتمال ایجاد رسوب مواد آلی روی رزین را افزایش خواهد داد.