استفاده مجدد از آب نمک در رزین سختی گیر می تواند منجر به کاهش تخلیه نمک، نشت کمتر سختی شود. یکی از مهم ترین بخش های دستگاه سختی گیر بخش بازسازی و احیا برای رزین سختی گیر است. در این زمان برای کاهش هزینه ها (به منظور خرید کلرید سدیم جدید) و تخلیه نامطلوب نمک به طبیعت می توان از روش بازیابی آب نمک استفاده کرد یا کاربرد آب نمک را در طول احیا رزین تبادل یونی به حداقل رساند.

همانطور که می دانید رزین سختی گیر به منظور فرآیند مبادله ای برای تصفیه آب و کاهش سختی آب در کاربردهای مسکونی، تجاری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. طی این فرآیند رزین سختی گیر با بار منفی که در ابتدا حاوی یون های سدیم در چرخه تصفیه است عبور داده می شود. املاح سخت آب مانند کلسیم و منیزیم به رزین متصل می شوند و به ازای هر یون سخت جذب شده دو یون سدیم آزاد می شود. بعد از مدتی بستر رزین دیگر نمی تواند مقدار کافی از یون های سختی را حذف کند و نیاز به بازسازی مجدد رزین دارد. این بازسازی شامل تماس بستر رزین با محلول غلیظ کلرید سدیم (NaCl)، معمولاً 8 تا 10 درصد وزنی است. در این فرآیند سدیم اضافی همراه با سختی شسته شده و معمولاً با فاضلاب دفع می شود.

چرا استفاده مجدد از آب نمک در رزین سختی گیر

دفع آب نمک در دستگاه سختی گیر رزینی  به شدت بر روی آب های سطحی و زیر زمینی تاثیر گذاشته و به صورت فزاینده ای  اب ها را شور کرده است. طبق گزارشات ایالات متحده تخمین زده که به ازای هر 100 میلی‌ گرم در لیتر افزایش کل مواد جامد محلول بیش از 500 میلی‌گرم در لیتر است که حدود 95 میلیون دلار هزینه برای ترمیم آسیب‌های وارده به اب نیاز است. توجه داشته باشید سدیم و کلرید با تصفیه فاضلاب معمولی حذف نمی شوند و این مساله می تواند استفاده مجدد فاضلاب را برای کشاورزی و کاربردهایی همانند خنک کننده محدود کند.

همانطور که می دانید مقدار نمک در سختی گیر در طول زمان می تواند باعث تخریب های زیست محیطی شود. یکی از راهکارهای مهم برای کاهش مصرف نمک و تخلیه آن به چرخه طبیعت، استفاده مجدد از آب نمک برای بازسازی بستر رزین سختی گیر است. با استفاده مجدد و مستقیم از محلول احیا کننده بدون تصفیه فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی می توان آب نمک مصرف شده را برای استفاده در چرخه بازسازی بعدی ذخیره کرد. مشکل این روش، انباشته شدن سختی و پیدایش آلاینده ها در محلول بازسازی است. طبق تحقیقات انجام شده توسط کلیفورد و همکاران در سال 2003 انها از یک سیستم بازیابی مستقیم با ترکیب یون کلرید برای حذف آرسنات از آب آشامیدنی استفاده کردند. اگرچه کاهش اندکی در ظرفیت درمان در ابتدا با چرخه‌های متوالی مشاهده شد، اما تقریباً بعد از 10 مرتبه سیستم نیاز به ترمیم پیدا کرد.

 طی تحقیقات دیگر ممدبکوا و همکاران آن در سال 1984 استفاده مجدد از آب نمک حاصل از آب دریا را به عنوان یک ماده احیا کننده برای سختی گیر آب شیرین در مقیاس صنعتی بررسی کردند. آنها در مقایسه با واردات نمک برای سختی گیر آب شیرین، صرفه جویی قابل توجهی در هزینه ها را گزارش کردند.

بازسازی برای سختی گیری آب با استفاده از این روش به احتمال زیاد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند مگر برای سیستم‌های صنعتی که از نیاز به مقادیر قابل‌ توجهی از مواد شیمیایی احیا کننده دارند. اگر چه اطلاعات کمی در مورد مبادلات عملیاتی چنین سیستم‌هایی در دسترس است اما تقاضای تجاری قابل توجهی برای اطلاعات وجود دارد. بیشتر تحقیقات در زمینه روش های کاهش انتشار نمک حاصل از سیستم سختی گیر است که بتواند سیستم های تبادل یونی را حفظ کند.

عملیات استاندارد از آب جدید برای پر کردن مجدد مخزن آب نمک استفاده می کند. پس از اینکه محلول احیا کننده وارد ستون شد. مخزن تک سیستم های احیا بخشی از پساب مصرف شده آب نمک را استفاده می کردند.ستون برای پر کردن مجدد یا تا حدی پر کردن مخزن آب نمک. دو تانک Reclaim آب نمک مصرف شده را به مخزن نگهداری جداگانه هدایت کرد.بازیابی تک مخزن و بازیابی دو مخزن در این موارد متفاوت است.حداکثر حجم مجاز بازیابی جمع آوری شده یک اشباع شده محلول NaCl در دمای اتاق تقریباً موجود است. 360 گرم در لیتر و محلول احیا کننده مورد نظر 10 درصد وزنی غلظت NaCl 107 گرم در لیتر بود. نسبت حجمی از رقیق کردن آب به محلول NaCl اشباع مورد نیاز برای تهیه محلول احیا کننده 2.36:1 بود که نشان می دهد بیشتر هزینه شده است.
آب نمک را می توان با استفاده از سیستم دو مخزن بازیافت کرد. مفروضات برای مانده مواد برای هر عملیات (1) بود.تغییرات ناچیز در حجم برای اشباع شدن آب با NaCl، و (2) حلالیت کلی سدیم در محلول نبود. تحت تأثیر حضور یون های منیزیم و کلسیم قرار می گیرد.
تعادل مواد برای تهیه محلول احیا کننده برای عملکرد استاندارد در معادلات 10 و 11 ارائه شده است.

معایب استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی

استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی ممکن است با معایب زیر همراه باشد:

• پیدایش آلودگی‌های ناخواسته: آب نمک بازیابی شده ممکن است حاوی آلاینده‌های ناخواسته باشد از جمله فلزات سنگین، روغن‌ها، مواد آلی و …که می تواند باعث آسیب به رزین شود یا عملکرد رزین را تحت تاثیر قرار دهد.
• افت کیفیت آب: استفاده از آب نمک بازیابی شده می تواند باعث افت کیفیت آب شود، به خصوص اگر آب حاوی نمک‌ها و مواد آلاینده زیادی باشد مانند pH، EC و میزان تصفیه آب می تواند آسیب وارد کند.
• آسیب رزین: استفاده از آب نمک بازیابی شده ممکن است به دلیل حاوی برخی از مواد آلاینده به رزین آسیب برساند و عمر مفید آن را کاهش دهد یا باعث کاهش کارایی و توانایی تبادل یونی آن شود.
• نیاز به پیش‌پردازش: آب نمک بازیابی شده ممکن است نیاز به پیش‌پردازش داشته باشد تا از هرگونه آلودگی یا مواد آلاینده جدا شود این مساله می تواند هزینه‌های اضافی برای فرآیندهای تصفیه به همراه داشته باشد.
• افزایش ریسک زیست محیطی: استفاده از آب نمک بازیابی شده ممکن است به عنوان منبع آب آشامیدنی یا مصرفی در سایر فرآیندهای صنعتی ریسک‌هایی برای زیست محیطی به وجود آورند که نیاز به کنترل دقیق تردارد.

مزایا استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی

• کاهش هزینه‌ها: استفاده از آب نمک بازیابی شده می‌تواند به طور قابل توجهی هزینه‌های مرتبط با تأمین آب را کاهش دهد.
• محافظت از محیط زیست: استفاده از آب نمک بازیابی شده میتواند منجر به کاهش مصرف آب شهری یا منابع آب تازه می‌شود که به حفظ محیط زیست کمک میکند.
• کاهش آلاینده‌ها: از آنجایی که آب نمک بازیابی شده اغلب از فرآیند تبادل یونی خالص‌ سازی شده است، ممکن است حاوی کمترین میزان آلاینده‌ها باشد که منجر به بهبود عملکرد رزین تبادل یونی شود.

استفاده مجدد از آب نمک در رزین سختی گیر می‌تواند در دو مورد موثر باشد:

کاهش هزینه‌ها: با استفاده از آب نمک بازیابی شده به جای آب تازه برای احیا رزین، می‌توان هزینه‌های مرتبط با تأمین آب را کاهش داد.
محافظت از محیط زیست: با استفاده از آب نمک بازیابی شده، می‌توان مصرف آب را کاهش داد و در نتیجه منابع آب تازه را حفظ کرد و به حفظ محیط زیست نیز کمک کرد.
با این حال، قبل از استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین، باید مطمئن شوید که این آب دارای ترکیبات و آلاینده‌هایی نیست که ممکن است به رزین آسیب برساند یا به عملکرد آن افت‌ دهد. همچنین، ممکن است نیاز باشد آب نمک بازیابی شده را پس از استفاده از فیلترها و تصفیه‌ کننده‌های مناسب عبور داد تا از هرگونه آلودگی یا ترکیبات مضر جدا شود.

سوالات متداول در مورد استفاده مجدد از آب نمک در رزین سختی گیر

• آیا روش استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی پیشنهاد می شود؟

استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی یک روش معمول در صنایع مختلف است. این روش می‌تواند مزایا و معایبی داشته باشد که باید با توجه به شرایط خاص هر فرآیند و محیط مورد بررسی قرار گیرد.

• استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین تبادل یونی چقدر موثر است؟

استفاده از آب نمک بازیابی شده برای احیا یا بازسازی رزین تبادل یونی می‌تواند روشی موثر و اقتصادی برای کاهش هزینه‌ها و مصرف آب در فرآیندهای صنعتی باشد. آب نمک بازیابی شده معمولاً حاوی نمک‌هایی است که در فرآیند تبادل یونی از رزین جدا شده‌اند. این آب معمولاً شامل نمک‌های مانند نمک‌های سدیم و کلرید است.

• استفاده از آب نمک بازیابی شده برای سختی گیر رزین برای چه صنایعی پیشنهاد می شود؟

صنایع با مصرف آب بالا بهتر است از آب نمک بازیابی شده برای احیا رزین برای سختی گیر استفاده کنند. صنایعی مانند: صنایع غذایی و آشامیدنی، صنایع نساجی، صنایع پتروشیمی، صنایع با نیاز به تصفیه فاضلاب، صنایع فلزی، صنایع کشاورزی، صنایع دارویی و … می باشد.

منبع :researchgate.net