فرآیند دیونیزاسیون چیست و چرا باید از آن استفاده کنیم؟
دیونیزاسیون (DI) یک فرآیند تصفیه آب بسیار راحت و مقرون به صرفه برای تولید آب با میزان خلوص بالا در صورت نیاز برای استفاده در آکواریوم یا هیدروپونیک است. طبق تعریف، دیونیزاسیون، که اغلب به اختصار DI نامیده می شود، حذف تمام مواد معدنی و نمک های یونیزه شده (اعم از آلی و معدنی) از آب از طریق فرآیند تبادل یونی را شامل می شود. از آنجایی که اکثر ناخالصی های آب غیر قابل مشاهده با چشم مسلح بوده و نمک های محلول شده در آب هستند، فلذا باید روندی برای تصفیه در نظر گرفته شود که قدرت بالایی داشته باشد.
روش دیونیزاسیون نیز آب با خلوص بالا تولید می کند که به طور کلی شبیه آب مقطر است، اما در مقایسه با تقطیر، روش یون زدایی به کمک دیونایزر بسیار سریع تر، نیازمند انرژی کمتر و مقرون به صرفه تر است. علاوه بر این، این یک فرآیند تصفیه آب بر اساس میزان تقاضا است که مقادیر زیادی آب تصفیه شده را در صورت نیاز کاربر، تامین می کند یعنی دقیقا در زمانی که شما نیاز به آب دارید این عمل تصفیه صورت می گیرد. دیونیزاسیون کل جامدات محلول در آب (TDS) را از آب با استفاده از رزین های تبادل یونی حذف می کند، در واقع بار الکتریکی یونهای موجود در آب را برای حذف TDS کنترل می کند. در این روش، دیونیزاسیون مانند آهنربا بار مثبت و بار منفی را جذب می کند. رزین های DI یون های سخت کننده آب را جذب کرده و با یون های آب جایگزین می کنند و آب تصفیه شده تولید می کنند.
اکنون زمان آن رسیده که بدانیم این دستگاه چگونه به کمک رزین فعالیت خود را انجام می دهد، در همین راستا به بررسی رزین ها نیز خواهیم پرداخت.
رزین تبادل یون در دیونایزر چگونه کار می کند؟
در فرآیند دیونیزاسیون از دو رزین استفاده می شود که بارهای مخالف دارند – کاتیونی (منفی) و آنیونی (مثبت)، که هر کدام دارای ویژگی های هستند و برای تصفیه کامل آب استفاده می شوند. رزین کاتیونی حاوی گروه های اسید سولفونیک با بار منفی است که از قبل با یون های هیدروژن شارژ شده اند. این رزین یون های دارای بار مثبت در آب (مانند کلسیم، منیزیم، سدیم و غیره) را جذب می کند و مقداری معادل یون هیدروژن (H+) آزاد می کند که این آزاد کردن به معنی تولید آب به کمک مواد اضافی از یونی دیگر است (آبی که بعنوان خروجی سیستم نامیده می شود).
رزین آنیونی حاوی گروه های آمونیوم با بار مثبت است. این ویژگی را قطعا از جایی باید تامین کند که از قبل با یون های هیدروکسید شارژ می شوند. این رزین یون های دارای بار منفی (فلوراید، کلرید، سولفات و غیره) را جذب کرده و مقداری معادل هیدروکسید (OH-) آزاد می کند. سپس یون های هیدروژن و هیدروکسید با هم ترکیب می شوند و آب را تشکیل می دهند. (H+ + OH- = HOH یا H2O).
بهترین رزین DI برای استفاده، نوع بستر مخلوط با قابلیت تغییر رنگ در زمان اتمام طول عمر است که با اتمام طول عمر، رزین از آبی یا سبز به رنگ کهربایی تغییر رنگ می دهد. اگر اکنون می پرسید که رزین بستر مخلوط و یا رزین ترکیبی چیست، به طور خلاصه اشاره می کنیم که رزین میکس بد نوعی رزین است که دارای هر دو نوع رزین است که در قطعه ای به نام کارتریج پر می شود.
کارتریج استاندارد DI بنابه دبی های مختلف دستگاه دیونایزر می تواند متفاوت باشد، بنابراین به سادگی می‌توانید ببینید که چه زمانی رزین عمرش تمام شده است و زمان تعویض کارتریج فرا رسیده است یا خیر. توجه داشته باشید که کارتریج ها نیز قابل پر کردن هستند و زمانی که بخواهید می توانید به سادگی رزین را پر کرده و در کارتریج خود را دوباره استفاده کنید. البته در دستگاه بزرگ تر می توانید از روش احیاسازی رزین نیز استفاده کنید که در این سایز پیشنهاد نمی شود و بهتر است برای اینکار رزین جدید تهیه نمایید.
کاربرد دیونایزر در سیستم های تصفیه آب
اگر از رزین DI در سیستم اسمز معکوس خود استفاده نمی کنید باید بگوییم که این کار اشتباهی است و بایستی استفاده کنید تا خروجی آبی با خلوص بالا به دست آورید. افزودن فرآیند دییونیزاسیون به یک سیستم تصفیه آب صنعتی با روش اسمز معکوس 3 مرحله ای نیز با استفاده از یک کارتریج فیلتر DI استاندارد (پر از رزین DI مخلوط بستر با قابلیت تغییر رنگ) انجام می شود. کارتریج DI در مرحله نهایی سیستم RO، پس از پیش فیلتر رسوب و کارتریج بلوک کربن قرار گرفته و به عمل سختی گیری آب می پردازد.
راهنمایی: برای باز و نصب کردن کارتریج آخرین محفظه سیستم RO خود را باز کنید و کارتریج را نصب کنید، به همین سادگی. در یک سیستم RO 4 مرحله ای نیز از همین کارتریج در مرحله نهایی نیز استفاده می شود.
طول عمر دیونایزر
بی شک اولین و بهترین راهنمایی در مورد طول عمر دستگاه این است که میزان مصرف آب خود را بررسی کرده و یک دستگاه متناسب با مصارف خود انتخاب کنید. زیرا رزین به خودی خود با گذشت زمان و عدم بکارگیری در دستگاه عمر خود را از دست نمی دهد و بلکه با استفاده از سیستم عمر آن کاهش پیدا می کند (با استفاده از دستگاه و میزان آب تصفیه شده طول عمر رزین و دستگاه سپری می شود) فلذا باید در مصرف آب نیز صرفه جویی کنید.
از بابت میزان عمر این سیستم دیونایزر نیز می توان از دیدگاه علمی بررسی هایی انجام داد، که در ادامه آن را توضیح می دهیم. با گذشت زمان آلاینده‌های مثبت و منفی در آب، مولکول‌های هیدروژن و هیدروکسیل فعال را در رزین تبادل یونی تولید می‌کنند و رفته رفته رزین توانایی خود را در حذف آلاینده‌ها از دست می‌دهد، به نوعی می توان گفت خسته می‌شود. همچنین در این مقوله طول عمر کارتریج می تواند با کیفیت آب وردی و پیکربندی سیستم RO بسیار متفاوت باشد. اگر کارتریج رسوبی پیش فیلتر سیستم RO، کارتریج کربن بلوک یا کارتریج غشایی نیاز به تعویض داشته باشند، آب در هر یک از مراحل به درستی فیلتر نمی شوند و TDS بیشتری به کارتریج DI ارسال می شود که این عمر رزین را سریعتر تخلیه می کند.
در واقع برای توضیح این بخش باید بگوییم که کیفیت آب ورودی هر چقدر بهتر باشد، دستگاه دیونایزر تصفیه شما نیز طول عمر بیشتری خواهد داشت، یعنی اگر میزان ناخالصی ها در آب ورودی با حجم 50 لیتر وارد سیستم شود، اینگونه توصیف می شود که میزان آب زیادی با کیفیت استاندارد وارد سیستم شده است. اگربخواهیم به کمک اعداد توضیحی دقیق تر ارائه دهیم این مثال را خواهیم زد.
مثال: فرض کنید که آب ورودی دیونایزر با TDS مقدار 5 طراحی شده و قرار است به مدت سه سال کار کند. اگر به صورت حساب کتاب ساده محاسبه کرده باشیم و فرض کنیم که با این مقدار جامد محلول در آب قرار است صد لیتر آب تصفیه شود، زمانی که سختی کل آب بالای 10 باشد در اینصورت میزان آب مصرفی 50 لیتر شده و در همین لیتراژ همان طول عمر 3 سال را خواهد داشت.
پس از پایان طول عمر دستگاه دیونایزر چه اتفاقی می افتد؟
دقت کنید که دستگاه دیونایزر پس از طی طول عمر اینگونه نیست که دیگر مورد استفاده قرار نگیرد، بلکه می توانید به سادگی رزین آن را با رزین جدید جایگزین کرده و دوباره استفاده کنید، همانطور که قبلا گفتیم، ممکن است برخی اقدام به احیا سازی نیز نمایند که اصلا روش خوبی برای این حجم از رزین (مورد استفاده در یک دیونایزر) محسوب نمی شود. بنابراین بهتر است در تمامی مراحل سفارش، خرید و پشتیبانی دستگاه با کارشناس شرکت سازآب در ارتباط باشید که بتوانید به درستی تصمیم خود را بگیرید.
