رزین

آنچه در داخل نرم کننده آب شما وجود دارد: نگاهی دقیق تر به رزین

نرم شدن آب فرآیندی است که در آن آب از طریق بستر رزین جریان می یابد تا یون های سختی، کلسیم و منیزیم را با یون های سدیم مبادله کند. هنگامی که رزین به ظرفیت خود برای نگهداری یون های سختی رسید، نرم کننده آب یک چرخه بازسازی را آغاز می کند. در طول این چرخه، محلول نمک نمک کلرید سدیم از طریق رزین جریان می یابد و با تبادل یون های سدیم با یون های سختی، و شستشوی یون های سختی در زهکش، فرآیند را به طور موثر معکوس می کند.

رزین چیست؟

رزین محیط تبادل یونی است که معمولاً در برنامه های نرم کننده آب استفاده می شود. پرمصرف ترین رزین در صنعت رزین ژل پلی استایرن است. این رزین ساختاری بسیار متخلخل و اسکلتی دارد و اندازه هر مهره از 0.3 تا 1.2 میلی متر متغیر است و تقریباً حاوی 45 درصد رطوبت است. بلوک های سازنده این نوع رزین پلی استایرن و دی وینیل بنزن (DVB) می باشد. برای درک بهتر عملکرد دانه رزین و مکانیسم های شکست مرتبط با آن، قیاس زیر را در نظر بگیرید که در آن اسفنج کروی نشان دهنده پلی استایرن و نوارهای الاستیک نشان دهنده DVB است.

چندین نوار الاستیک به دور اسفنج پیچیده می شود که با هر نوار الاستیک اضافه شده بیشتر و بیشتر فشرده می شود. “مهره” با این فرآیند که به عنوان “صلیب‌بندی” شناخته می‌شود، قوی‌تر و فشرده‌تر می‌شود. اتصال متقابل بین 2-20٪ محتوای DVB متفاوت است، اما بیشترین استفاده در نرم افزارهای نرم افزاری 8٪ و 10٪ است. رزین 10% اتصال عرضی تا 50% طول عمر بیشتر و 10% ظرفیت اضافی نسبت به رزین 8% دارد. درجه بالاتر از اتصال عرضی منجر به کاهش اندازه مهره و بنابراین تعداد بیشتری از مهره‌ها در هر فوت مکعب رزین می‌شود. دانه های بیشتر در هر فوت مکعب به طور موثر به گروه های عملکردی بیشتری اجازه می دهد تا یون های سختی را جذب کنند و در نتیجه ظرفیت بیشتری ایجاد می شود.

چه مدت طول می کشد؟

برخلاف تصور رایج، رزین برای همیشه دوام نمی آورد. در طول عمر یک نرم کننده آب، رزین تحت حمله دائمی شوک هیدرولیکی، اکسیداسیون، شوک اسمزی، ساییدگی عمومی، رسوب گیری و غیره قرار دارد. سازندگان رزین اغلب از ده سال به عنوان یک قانون کلی برای طول عمر مورد انتظار استفاده می کنند، اما این می تواند بسته به شرایطی که رزین در آن قرار می گیرد به طور قابل توجهی تغییر کند.

مکانیسم های شکست چیست؟

مکانیسم‌های خرابی زیادی در ارتباط با مهره رزین وجود دارد که در زیر به شرح مختصری از رایج‌ترین آنها می‌پردازیم:

چکش آبی (شوک هیدرولیک)

قطع ناگهانی جریان آب با فشار بالا باعث می شود که مهره های رزین به سمت مخزن برخورد کنند و منجر به ترک خوردگی و/یا مهره های شکسته شوند. اجتناب از شیرهای برقی سریع در طراحی سیستم برای به حداقل رساندن این خطر توصیه می شود.

اکسیداسیون (حمله کلر)

در نظر بگیرید که حمله کلر شبیه به «قطع کردن» نوارهای الاستیک اطراف اسفنج کروی است که باعث می شود مهره استحکام خود را از دست بدهد، متورم شود و رطوبت بیشتری را حفظ کند. تعداد مکان‌های تبادل یونی با تورم بدون تغییر باقی می‌ماند، اما دانه‌های رزین اکنون حجم بیشتری را در مخزن اشغال می‌کنند. این می تواند منجر به ترک خوردگی و/یا مهره های شکسته شود.

شوک اسمزی

ذاتاً، دانه های رزین با تخلیه و بازسازی متورم و منقبض می شوند. با گذشت زمان، این مهره ها در نهایت می ترکند و/یا می شکنند. نرخ انبساط در مرحله شستشوی معکوس بازسازی تابعی از سرعت جریان و دمای ورودی است. به این ترتیب، تنش اسمزی در سیستم‌های با دمای پایین و نرخ شستشوی معکوس بالا بیشتر است.

ساییدگی رزین

افزایش افت فشار در سراسر بستر رزین اغلب می تواند به درصد بالایی از مهره های ترک خورده و/یا شکسته نسبت داده شود. ذرات مهره شکسته با پر کردن فضاهای خالی با ذرات مهره، سطح بستر را سفت می کند. “Fine” در نهایت سیستم را در مرحله شستشوی معکوس بازسازی می کند و کاهش ظرفیت در نرم کننده به دلیل کاهش مکان های تبادل مشاهده می شود.

رسوب فلز

اکسیژن در طول هر چرخه بازسازی با آب نمک وارد می شود، بنابراین رسوب آهن در هر سیستمی با سطح آهن بالا در آب ورودی قابل انتظار است. این رسوب‌دهنده اکسید آهن را نمی‌توان با بازسازی منظم نمک حذف کرد و به طور موثر محل‌های تبادل رزین را که در غیر این صورت برای نرم شدن در دسترس بودند، مسدود می‌کند و در نتیجه ظرفیت کاهش می‌یابد.

چه کاری می توانی انجام بدهی؟

اول و مهمتر از همه، درک منبع آب ورودی برای پیش بینی عمر رزین و حفظ صحیح سیستم حیاتی است. آب ورودی باید قبل از نصب سیستم جدید نرم کننده آب آزمایش شود و نوع رزین باید به دقت انتخاب شود. پس از نصب سیستم، توصیه‌ها و گزینه‌های زیر قابل بررسی است:

1. دفترچه‌های ثبت: سطوح سختی روزانه، قرائت‌های کنتور آب، نرخ جریان و فشار ورودی/خروجی باید به طور منظم برای هر نرم‌کننده ثبت شود. نظارت بر این روندها یک راه عالی برای شناسایی زمانی است که عملکرد سیستم در حال کاهش است و باید آزمایش، تمیز کردن و/یا جایگزینی رزین اضافی در نظر گرفته شود.
2. تست رزین: نمونه های هسته را می توان از بستر رزین به دست آورد و برای ظرفیت کل، رطوبت، درصد شکستگی و موارد دیگر آنالیز کرد.
3. “پر کردن”: درجاتی از ساییدگی رزین و از دست دادن رزین در هر سیستمی قابل انتظار است. اغلب اوقات، یک “پر کردن” ساده مخزن برای افزایش ظرفیت کلی توصیه می شود.
4. افزودنی شیمیایی: در موارد شدید، یک افزودنی شیمیایی مانند AquaAnalytics Resinklenz Fe باید در نظر گرفته شود. این کمک بازسازی از رسوب آهن به اکسید آهن جلوگیری می کند و عملکرد را بهبود می بخشد و عمر رزین را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
5. تمیز کردن شیمیایی: در سیستم‌های دارای رسوب شدید، رزین را می‌توان با استفاده از محلول‌هایی با pH پایین مانند اسید سیتریک تمیز کرد. در پاکسازی های شیمیایی، قرار گرفتن در معرض یکنواخت و زمان تماس بسیار مهم است.
6. فیلتراسیون: در مواردی می توان پیش فیلتراسیون را در نظر گرفت تا آهن و سایر رسوبات را از ورود به سیستم نرم کننده و رسوب گیری رزین حذف کند.
7. جایگزینی رزین: اگرچه هزینه اولیه برای استحکام بالاتر، رزین های متقاطع بالاتر بیشتر است، اما ممکن است در درازمدت گزینه بهتری باشد و باید اقتصادی را در نظر گرفت.

نتیجه گیری

نرم کننده های آب یک قطعه مهم از تجهیزات در بسیاری از صنایع هستند که خرابی آنها می تواند به سرعت منجر به خرابی های پرهزینه شود. در نظر گرفتن رزین به عنوان یک آیتم تعمیر و نگهداری به جای آنچه معمولاً در مورد “دانه های داخل آن مخزن” فراموش می شود، شروعی عالی برای بهبود مدیریت سیستم آب شما است.