حذف نیترات توسط حذف انتخابی رزین های تبادل کننده یون

سطح نیترات در آب آشامیدنی زیر 50 میلی گرم در لیتر توصیه می شود به ویژه برای کودکان و نوزادان زیرا سیستم گوارشی آنها هنوز نابالغ است . وجود نیترات و نیتریت در آب آشامیدنی احتمال ابتلا به بیماری متهمو گلوبینمیا و یا سندرم کودک آبی می شود. از عوارض دیگر استفاده از نیترات در مدت زمان طولانی می توان کاهش اسیدیته معده ، کمبود آنزیم های خون ، کاهش هموگلوبین های طبیعی خون ، افسردگی ، تأثیر بر سیستم عصبی و زمانیکه غلظت آن بالای 70% باشد سبب مرگ خواهد شد.

از روش های مختلف در تصفیه آب روش اسمز معکوس و رزین های تبادل کننده یون کارآمدترین روش برای حذف نیترات و ترکیبات حاوی نیترات در آب است. نیترات موجود در منابع آبی را می توان با رزین های تبادل یونی آنیونی قوی در سیکل ( CL- ) حذف کرد.

تبادل یون یک واکنش دو طرفه و برگشت پذیر است که در آن یون های موجود در یک محلول با یون های دارای بار الکتریکی مشابه موجود در روی رزین مبادله می شوند. نیترات در آب از بار منفی برخوردار است بنابراین می توان آن را توسط رزین های آنیونی از آب حذف نمود.

رزین های تبادل کننده یونی پس از استفاده احتیاج به بازسازی دارند زیرا این مبادله کننده های یون پس از هربار استفاده دچار رسوب جدی می شوند و احتیاج دارند تا با مواد شیمیایی خاص تمیز و احیاء شوند تا دوباره بتوانند مورد استفاده قرار گیرند.

موادشیمیایی که برای احیاء و بازسازی رزین ها استفاده می شود عبارتند از کلرید سدیم (نمک طعام)، کلرید پتاسیم ، اسید سیتریک و دی اکسید کلر.

در این عمل با استفاده از یک محلول که دارای یون های از دست رفته رزین به مقدار کافی می باشد، رزین دوباره به فرم فعال اولیه تبدیل می شود اما مقداری از ظرفیت تبادل خود را از دست می دهد، به طور کلی هر چه ظرفیت یون بیشتر باشد با تمایل بیشتری جذب رزین می گردد. بنابراین یون سه ظرفیتی و یون دو ظرفیتی بیش از یون یک ظرفیتی توسط رزین جذب می شود. حتی برای یون های با ظرفیت یکسان نیز ضریب گزینش متفاوت است و اغلب هر چقدر وزن مولکولی بیشتر باشد و یا اندازه یون کوچکتر گردد، تمایل به جذب افزایش می یابد. وجود ضریب گزینش باعث می شود که یون ها به طور یکسان جذب رزین نشوند. در نتیجه وقتی که نیترات یون موردنظر برای حذف باشد، قبل از آن به طور اجتناب ناپذیر، فسفات و سولفات مبادله شده و زمانی نیترات مبادله می گردد که دیگر یون های مذکور به صورت آزاد وجود نداشته باشند.

در سال های اخیر رزین هایی ساخته شده اند که نسبت به نیترات قابلیت جذب بیشتری دارند و به آنها رزین های انتخابی می گویند. برای افزایش ضریب گزینش نیترات در این نوع رزین ها، طول زنجیره های استری افزایش یافته تا ظرفیت نیترات برای احیاء زنجیره ها بیشتر شود. اما با افزایش طول این زنجیره، ظرفیت حجمی رزین کاهش می یابد، بنابراین رزین های انتخابی در فواصل زمانی کوتاه تری نسبت به رزین های معمولی نیاز به احیاء دارند.

 رزین تبادل یونی purolite A520E رزین با پایه آنیونی قوی با منافذ درشت است که مخصوص فرآیندهایی است که جهت حذف نیترات از آب آشامیدنی طراحی می شوند. میل ترکیبی این ماده (رزین) با نیترات بیشتر از سولفات بوده و آنیون های موجود در رزین جایگزین نیترات موجود در آب می شوند.

رزین تبادل یون purolite A520E با داشتن منافذ درشت ماتریس در ساختار خود دارای قابلیت ویژه ای است که برای حذف نیترات از آب آشامیدنی و فاضلاب های شهری مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع مبادله کننده یون مناسب برای حذف نیترات حتی زمانی که غلظت نیترات در آب بالا و همچنین در حضور یون سولفات استفاده می شود. به همین دلیل این نوع رزین در برنامه های کاربردی تصفیه آب و فاضلاب از نیترات و ترکیبات حاوی نیترات در مقایسه با سایر رزین های استاندارد دارای عملکرد برتری است. استفاده از رزین های تبادل یونی مؤثرترین ، بهترین و مطمئن ترین روش جهت حذف نیترات از آب های آشامیدنی است که این فناوری شامل حذف نیترات و جایگزینی آن توسط آنیون های دیگر است.

در ایالات متحده آمریکا در استانداردها و قوانین مخصوص آب آشامیدنی حد قابل قبول نیترات در آب حدود 45mg/L توصیه شده است.

 

 

ویژگی های عمومی PUROLITE A520E :

 

کاربرد : فرآیند حذف و تصفیه نیترات

ساختار پلی مری : پلی استایرن با منافذ درشت و ساختار شبکه ای

ظاهر : دانه های کروی

عملکرد گروه : آمونیوم چهارتایی (نوع 1)

مجموع ظرفیت (حداقل) : 0.90 eq/L   و 19/65 KGr/ft3

درجه حرارت : 100C – 212F

محدودیت pH  0 – 14

سازمان حفاظت از محیط زیست و بهداشت جهانی استفاده از رزین های تبادل یون را بعنوان بهترین روش برای از بین بردن نیترات در آب های قابل شرب معرفی کرده اند . استفاده از رزین های تبادل یونی مؤثرترین ، بهترین و مطمئن ترین روش جهت حذف نیترات از آب های آشامیدنی است این فناوری شامل حذف نیترات و جایگزینی آن توسط آنیون های دیگر است.

 

مزایای استفاده از روش تبادل یونی در حذف نیترات :

1. : عملیات ساده
2. : فرآیند مستقل از دما
3. : در برابر تغییر غلظت نیترات کاملا منفعل است