رزین کاتیونی پرولایت برای کاهش سختی آب از فرایند تبادل یونی استفاده می‌کند. این رزین‌ها به‌طور خاص برای حذف یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) که عامل اصلی سختی آب هستند، طراحی شده‌اند. در اینجا مراحل فرآیند و چگونگی عملکرد آن توضیح داده شده است:
فرایند تبادل یون در رزین کاتیونی پرولایت
- اصول اولیه: رزین‌های کاتیونی معمولاً از ذرات رزینی ساخته شده‌اند که سطح آن‌ها حاوی یون‌های سدیم (Na⁺) یا گاهی پتاسیم (K⁺) است. این یون‌ها به‌طور موقت به سطح رزین متصل شده‌اند.
- ملاقات با آب سخت: وقتی آب سخت (آبی که حاوی یون‌های کلسیم و منیزیم است) از میان این رزین‌ها عبور می‌کند، یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) موجود در آب به سطح رزین می‌چسبند.
- تبادل یون: در این مرحله، یون‌های کلسیم و منیزیم از سطح رزین جدا شده و به جای آن‌ها یون‌های سدیم (Na⁺) که به‌طور طبیعی بر سطح رزین قرار دارند، وارد آب می‌شوند. این فرآیند تبادل یون نامیده می‌شود. در واقع، یون‌های سدیم موجود در رزین با یون‌های کلسیم و منیزیم جایگزین می‌شوند.
- نتیجه‌گیری: این عمل باعث کاهش سختی آب می‌شود، زیرا کلسیم و منیزیم که مسئول سختی آب هستند، از آب حذف شده و یون‌های سدیم که هیچ تاثیری بر سختی آب ندارند، جایگزین آن‌ها می‌شوند. بنابراین، سختی آب به‌طور مؤثر کاهش می‌یابد.
چرا این کار مؤثر است؟
- یون‌های کلسیم و منیزیم معمولاً مسئول ایجاد رسوبات و ایجاد سختی در آب هستند. بنابراین، وقتی این یون‌ها از آب حذف شوند، آب نرم‌تر و کم‌سختی‌تر می‌شود.
- یون‌های سدیم که جایگزین می‌شوند، تأثیری در سختی آب ندارند و بنابراین، آب نرم‌تری به‌دست می‌آید.
بازسازی رزین (رجنراسیون)
- پس از مدتی، رزین کاتیونی به حد اشباع می‌رسد و دیگر نمی‌تواند یون‌های کلسیم و منیزیم را جذب کند. در این مرحله، رزین باید با محلول نمک (NaCl) شسته شود تا یون‌های کلسیم و منیزیم از سطح رزین جدا شده و یون‌های سدیم دوباره به سطح رزین بازگردند. این فرآیند به نام بازسازی یا رجنراسیون رزین شناخته می‌شود.
نتیجه‌گیری:
رزین کاتیونی پرولایت با استفاده از فرآیند تبادل یون‌ها، یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب را که باعث سختی آب می‌شوند، حذف کرده و آن‌ها را با یون‌های سدیم جایگزین می‌کند. این باعث کاهش سختی آب و تولید آب نرم‌تر می‌شود.
