سه شنبه ۰۹ اردیبهشت ۰۴ ۱۴:۳۸ ۱ بازديد
دستگاه دیونایزریک سیستم پیشرفته برای تصفیه آب است که با استفاده از فرآیند تبادل یونی، آب را از یون های مثبت و منفی پاک می کند. این دستگاه به عنوان یکی از کارآمدترین روش های تولید آب فوق خالص، یون هایی مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، کلرید، سولفات و نیترات را از آب حذف می کند و در نهایت، آبی با خلوص بسیار بالا و رسانایی الکتریکی کم، تولید می شود.
دستگاه دیونایزر با بهره گیری از رزین های کاتیونی و آنیونی عمل می کند. این رزین ها در ستون های دستگاه قرار گرفته و به طور مؤثر، یون های مثبت و منفی را جذب و آب را یون زدایی می کنند. فرآیند کاری این دستگاه، بسته به نوع طراحی و مدل، می تواند شامل پیش تصفیه، ستون های رزینی و سیستم شستشوی خودکار (بک واش) باشد.
انواع دستگاه دیونایزر آب
دستگاه های دیونایزر آب (Water Deionizer) برای حذف یون های معدنی و نمک های موجود در آب استفاده می شوند و آب خالص (Deionized Water یا DI Water) تولید می کنند. این دستگاه ها در صنایع دارویی، الکترونیک، آزمایشگاه ها و سیستم های قدرت مورد استفاده قرار می گیرند.
انواع دستگاه های دیونایزر آب
دیونایزر تبادل یونی (Ion Exchange Deionizer)
این نوع دیونایزر از رزین های تبادل یونی برای حذف یون های مثبت (کاتیون) و منفی (آنیون) استفاده می کند.
انواع دیونایزر تبادل یونی:
دیونایزر دو ستونه (Two-Bed Deionizer):
شامل دو ستون مجزا است:
ستون کاتیونی (Cation Resin): یون های مثبت (مانند Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺) را با H⁺ جایگزین می کند.
ستون آنیونی (Anion Resin): یون های منفی (مانند Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻) را با OH⁻ جایگزین می کند.
آب خروجی دارای H⁺ و OH⁻ است که ترکیب شده و آب خالص (H₂O) تولید می کنند.
مزایا: هزینه پایین، تعمیر و نگهداری آسان.
معایب: پس از اشباع رزین ها، نیاز به احیا با اسید و باز دارند.
دیونایزر میکس بد (Mixed-Bed Deionizer):
رزین های کاتیونی و آنیونی به صورت مخلوط در یک ستون قرار می گیرند.
آب با عبور از این بستر، تمام یون ها را از دست می دهد و کیفیت بسیار بالاتری دارد (مقاومت الکتریکی تا 18.2 مگااهم-سانتی متر).
مزایا: آب فوق خالص تولید می کند.
معایب: احیای رزین ها پیچیده است و معمولاً در کارخانه ها انجام می شود.
دیونایزر الکترودیونیزاسیون (Electrodeionization - EDI)
ترکیبی از تبادل یونی و غشای نیمه تراوا است.
از جریان الکتریکی برای حذف یون ها استفاده می کند و نیاز به احیای شیمیایی ندارد.
مزایا: پیوسته کار می کند، نیاز به مواد شیمیایی ندارد، مناسب برای صنایع دارویی و الکترونیک.
معایب: هزینه اولیه بالا، نیاز به آب ورودی با کیفیت (معمولاً پس از RO استفاده می شود).
دیونایزر همراه با اسمز معکوس (RO-DI System)
ترکیب سیستم اسمز معکوس (RO) با دیونایزر تبادل یونی برای تولید آب فوق خالص.
RO ابتدا حدود ۹۰-۹۹% ناخالصی ها را حذف می کند و سپس دیونایزر یون های باقی مانده را حذف می نماید.
مزایا: طول عمر رزین ها افزایش می یابد، مقرون به صرفه برای مصارف صنعتی.
دیونایزرهای قابل حمل (Portable Deionizers)
برای مصارف آزمایشگاهی یا مواقعی که نیاز به آب دیونیزه در مکان های مختلف است استفاده می شود.
معمولاً از نوع Mixed-Bed یا Two-Bed هستند.
کاربردهای دستگاه دیونایزر:
صنایع داروسازی و پزشکی
تولید قطعات الکترونیکی (مانند نیمه هادی ها)
آزمایشگاه های شیمی و زیست شناسی
سیستم های بویلر و خنک کننده
جمع بندی:
Two-Bed DI: مناسب برای مصارف عمومی، هزینه پایین.
Mixed-Bed DI: کیفیت بسیار بالا، مناسب برای صنایع حساس.
EDI: بدون نیاز به مواد شیمیایی، مناسب برای تولید مداوم.
RO-DI: ترکیبی مقرون به صرفه برای صنایع بزرگ.
اجزاء و قطعات دستگاه دیونایزر آب
اجزای تشکیل دهنده دستگاه دیونایزر آب (Water Deionizer) بسته به نوع آن (Two-Bed، Mixed-Bed، EDI و ...) متفاوت است، اما به طور کلی، یک سیستم دیونایزر از بخش های اصلی زیر تشکیل شده است که هرکدام عملکرد خاصی دارند:
رزین های تبادل یونی (Ion Exchange Resins)
تعریف و کارکرد:
رزین های تبادل یونی، دانه های پلیمری هستند که یون های موجود در آب را جذب و با یون های بی ضرر جایگزین می کنند.
رزین کاتیونی (Cation Resin):
یون های مثبت (مانند Ca²⁺، Mg²⁺، Na⁺) را جذب و با H⁺ (پروتون) جایگزین می کند.
فرمول واکنش:
رزین آنیونی (Anion Resin):
یون های منفی (مانند Cl⁻، SO₄²⁻، NO₃⁻) را جذب و با OH⁻ (هیدروکسید) جایگزین می کند.
رزین میکس بد (Mixed-Bed Resin):
مخلوطی از رزین کاتیونی و آنیونی است که آب را تا حد فوق خالص (مقاومت 18.2 مگااهم-سانتی متر) تصفیه می کند.
ستون های تبادل یونی
تعریف و کارکرد:
محفظه های تحت فشار یا مخازنی هستند که رزین ها در آن ها قرار می گیرند.
در سیستم Two-Bed:
یک ستون برای رزین کاتیونی و دیگری برای رزین آنیونی.
در سیستم Mixed-Bed:
یک ستون واحد شامل مخلوط رزین کاتیونی و آنیونی.
جنس ستون: معمولاً از فولاد ضدزنگ، PVC یا فایبرگلاس ساخته می شود تا در برابر خوردگی مقاوم باشد.
سیستم احیای شیمیایی
تعریف و کارکرد:
پس از اشباع رزین ها، باید با مواد شیمیایی احیا شوند تا دوباره فعال گردند.
احیای رزین کاتیونی: با اسید قوی (مانند HCl یا H₂SO₄) انجام می شود تا یون های جذب شده آزاد شوند.
احیای رزین آنیونی: با باز قوی (مانند NaOH) انجام می شود.
سیستم تزریق مواد شیمیایی: شامل پمپ های دوزینگ، مخازن ذخیره اسید و باز و شیرهای کنترل است.
سیستم کنترل و مانیتورینگ
تعریف و کارکرد:
کنترل کننده TDS (میزان جامدات محلول):
کیفیت آب خروجی را اندازه گیری می کند.
کنترل کننده مقاومت الکتریکی (Conductivity Meter):
اگر مقاومت آب به زیر حد مطلوب برسد، سیستم هشدار می دهد.
فلومتر (Flow Meter):
میزان دبی آب عبوری را تنظیم می کند.
PLC یا میکروپروسسور:
عملیات احیا، شست وشو و تغییر مسیر آب را کنترل می کند.
پمپ ها و شیرآلات (Pumps & Valves)
تعریف و کارکرد:
پمپ فشار قوی (High-Pressure Pump):
آب را با فشار مناسب به داخل ستون های رزین هدایت می کند.
شیرهای سلونوئیدی (Solenoid Valves):
مسیر آب را بین مراحل تصفیه، شست وشو و احیا تغییر می دهند.
شیر چند راهه (Multiport Valve):
در سیستم های Two-Bed برای تعویض بین ستون ها استفاده می شود.
فیلترهای پیش تصفیه (Pre-Filtration System)
تعریف و کارکرد:
برای جلوگیری از آسیب به رزین ها، آب ورودی باید از ذرات معلق، کلر و مواد آلی پاک شود.
فیلتر شنی (Sand Filter): ذرات بزرگ تر از ۲۰ میکرون را حذف می کند.
فیلتر کربن فعال (Activated Carbon Filter): کلر و مواد آلی را جذب می کند.
فیلتر کارتریج (Cartridge Filter): ذرات ریزتر از ۵ میکرون را حذف می کند.
مخزن ذخیره آب دیونیزه (DI Water Storage Tank)
تعریف و کارکرد:
آب تصفیه شده در یک مخزن استیل ضدزنگ یا پلی اتیلن ذخیره می شود.
مجهز به فیلتر هوا (Air Vent Filter) برای جلوگیری از جذب آلاینده های هوا.
سیستم الکترودیونیزاسیون (EDI) - در صورت وجود
تعریف و کارکرد:
غشاهای نیمه تراوا (Semi-Permeable Membranes): یون ها را از آب جدا می کنند.
الکترودهای مثبت و منفی: با اعشار جریان DC، یون ها را به سمت غشاها هدایت می کنند.
مزیت: نیاز به احیای شیمیایی ندارد و مداوم کار می کند.
جمع بندی عملکرد اجزای دیونایزر:
آب خام وارد پیش فیلترها می شود تا ذرات معلق و کلر حذف شوند.
پمپ فشار قوی آب را به ستون های رزین هدایت می کند.
رزین های کاتیونی و آنیونی یون های معدنی را حذف می کنند.
سیستم کنترل کیفیت آب را بررسی و در صورت نیاز احیای رزین ها را آغاز می کند.
آب دیونیزه به مخزن ذخیره منتقل می شود.
مزایای استفاده از دستگاههای دیونایزر آب
دستگاه های دیونایزر آب به دلیل توانایی تولید آب فوق خالص (Deionized Water)، در صنایع مختلفی مانند داروسازی، الکترونیک، آزمایشگاه ها و نیروگاه ها استفاده می شوند. برخی از مهم ترین مزایای دستگاه دیونایزر عبارتند از:
تولید آب با خلوص بسیار بالا
حذف تقریباً تمام یون های معدنی (مانند کلسیم، منیزیم، سدیم، کلرید، سولفات و نیترات).
رسانایی الکتریکی آب خروجی تا 0.055 µS/cm (مقاومت ~18.2 مگااهم-سانتی متر) می رسد.
مناسب برای صنایع حساس مانند نیمه هادی ها، داروسازی و بیوتکنولوژی.
مقرون به صرفه در مقایسه با روش های دیگر
هزینه عملیاتی پایین تر نسبت به تقطیر (Distillation) و اسمز معکوس (RO) در حجم های بالا.
مصرف انرژی کمتر نسبت به سیستم های تبخیری.
قابلیت استفاده در سیستم های ترکیبی
می تواند به عنوان مرحله تکمیلی پس از اسمز معکوس (RO) استفاده شود تا کیفیت آب را进一步提高 دهد.
در سیستم های EDI (الکترودیونیزاسیون)، امکان تولید مداوم آب فوق خالص بدون نیاز به مواد شیمیایی وجود دارد.
عدم تغییر در pH آب (در صورت استفاده از Mixed-Bed)
برخلاف برخی روش های تصفیه که pH آب را تغییر می دهند، دیونایزرهای Mixed-Bed آب خنثی (pH ~7) تولید می کنند.
سرعت تصفیه بالا و امکان استفاده مداوم
برخلاف تقطیر که زمان بر است، دیونایزرها می توانند بلافاصله آب خالص تولید کنند.
در سیستم های Two-Bed و EDI امکان کار پیوسته وجود دارد.
کاهش رسوب و خوردگی در سیستم های صنعتی
حذف یون های عامل خوردگی (مانند کلرید و سولفات) و یون های سخت آب (کلسیم و منیزیم).
افزایش عمر تجهیزاتی مانند بویلرها، برج های خنک کننده و سیستم های حرارتی.
انعطاف پذیری در ظرفیت و طراحی
قابل طراحی برای مصارف کوچک آزمایشگاهی (پرتابل) تا سیستم های صنعتی بزرگ.
امکان استفاده از رزین های متفاوت برای کاربردهای خاص.
کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری (در صورت استفاده از EDI)
سیستم های الکترودیونیزاسیون (EDI) نیاز به احیای شیمیایی ندارند و نگهداری آسان تری دارند.
کاربردهای اصلی دیونایزر آب
صنایع داروسازی و پزشکی (تولید آب تزریقی WFI)
صنایع الکترونیک و نیمه هادی ها (شست وشوی ویفرهای سیلیکونی)
آزمایشگاه های شیمی و بیولوژی
سیستم های بویلر و خنک کننده نیروگاه ها
تولید مواد شیمیایی و محلول های حساس
جمع بندی
دستگاه دیونایزر آب یکی از کارآمدترین روش ها برای تولید آب فوق خالص است و مزایای زیر را دارد:
حذف کامل یون های معدنی
مقرون به صرفه تر از تقطیر و RO خالص
انعطاف پذیری در طراحی و ظرفیت
کاهش رسوب و خوردگی در سیستم های صنعتی
قابلیت ترکیب با سایر سیستم های تصفیه.
با توجه به درج مقاله ارائه شده جهت دریافت قیمت و سایر اطلاعات فنی مورد نیاز با شماره 02188722027 و موبایل 09126147685 با کارشناسان فنی شرکت ناب زیست که از تولید کنندگان معتبر انواع دستگاههای دیونایزر میباشد تماس بگیرید.
- ۰ ۰
- ۰ نظر