كيف يجب التعامل مع تلوث الراتنج بالمواد العضوية؟
Thread Content
كيف يجب التعامل مع تلوث الراتنج بالمواد العضوية؟
نادرًا ما يحدث تلوث للراتنج الأيوني بالمواد العضوية، وقد يُلاحظ فقط وجود رواسب على سطح حبيبات الراتنج الأيوني، ويمكن إزالة هذه الرواسب عن طريق التنظيف بالهواء أو بالماء. لكن المواد العضوية تسبب تلوثًا شديدًا في الراتنج السالب. كما في أنظمة معالجة المياه المقطرة، فإن الراتنجات القاعدية القوية تتعرض بسهولة للتلوث بالمواد العضوية. أولاً: خصائص تلوث الراتنج بالمواد العضوية
1. عند تلوث راتنج التبادل الأنيوني، يتغير لونه من الأصفر الفاتح إلى البني الداكن، وحتى اللون الأسود.
2. يقل السعة التبادلية للراتنج، كما ينخفض حجم المياه التي يمكن معالجتها في كل دورة.
3. ينخفض قيمة pH المياه الخارجة، بالإضافة إلى ارتفاع معامل التوصيل الكهربائي. وذلك بسبب تسرب الأحماض العضوية إلى المياه الخارجة نتيجة تلوث الراتنج بالمواد العضوية؛ وقد ينخفض قيمة pH المياه إلى ما بين 5.4 و5.7.
4. يزداد وقت تنظيف الراتنج، كما يزداد أيضًا كمية المياه المستخدمة في التنظيف. نظرًا لأن المواد العضوية المترسبة على الراتنج تحتوي على كميات كبيرة من مجموعات —COOH، فإن الراتنج يتحول إلى —COONa أثناء عملية إعادة تدويره. وخلال عملية التنظيف، يتم استبدال أيونات Na+ في —COONa تدريجيًا بالأحماض المعدنية الموجودة في الماء المستخدم في التنظيف، مما يزيد من وقت التنظيف وكمية الماء المستخدمة؛
5. كما أن المنتجات الناتجة عن أكسدة الراتنجات الحمضية القوية، مثل دايإيثيلين بنزين، بالإضافة إلى المواد اللزجة الناتجة عن تكسر الراتنجات ميكانيكيًا والتي تحتوي على مجموعات سالبة الشحنة، يمكن أن تتسبب أيضًا في تلوث الراتنجات السالبة الشحنة. ثانيًا: كيفية التعرف على تلوث الراتنج
يتم وضع الراتنج السالب في زجاجة صغيرة مزودة بسدادة وفتحات للهواء، ثم يُضاف الماء المقطر ويتم هز الزجاجة. يتم غسل الزجاجة 3 إلى 4 مرات لإزالة الشوائب الموجودة على سطح الراتنج، وأخيرًا يتم تصريف ماء الغسيل تمامًا. استبدل بنسبة 10% من محلول الملح، وقم بالهز لمدة 5 إلى 10 دقائق، ثم راقب لون المحلول؛ يتم تحديد درجة التلوث من خلال لونه. ثالثًا: إعادة تنشيط الراتنج
الطريقة الفعالة لإزالة التلوث الناتج عن المواد العضوية في الراتنج، هي استخدام محلول ملحي قلوي (محلول يحتوي على 10% من NaCl بالإضافة إلى 2% من NaOH). ويكون التأثير أفضل إذا تم تسخين المحلول إلى درجة حرارة تتراوح بين 40 و50 درجة مئوية. كمية محلول ملح الماء القلوي تكون من 1 إلى 3 أضعاف حجم الراتنج، وسرعة المعالجة تكون من 3 إلى 6 متر/ساعة. أثناء المعالجة، يكون لون السائل الناتج في البداية بنيًا داكنًا. عندما يكون لون السائل المخرج أصفر فاتح، يمكن اعتبار أن عملية التنقية قد انتهت. ثم يتم غسل الراتنج، وبعد ذلك يتم تجديده باستخدام جرعة مضاعفة من المادة المستخدمة في التجديد. عادةً، يتم إعادة تنشيط الراتنج القاعدي القوي كل 6 إلى 12 شهرًا. رابعًا: تدابير منع تلوث الراتنجات السالبة بالمواد العضوية
1. استخدام الكلور أو الأوزون للأكسدة، وهي طريقة شائعة لإزالة المواد العضوية من المياه الطبيعية.
2. استخدام عمليات الترسيب أو التصفية، فهذه الطريقة فعالة جدًا عندما تكون هناك مواد عضوية معلقة أو كولويدية في المياه.
3. استخدام الفحم النشط في التصفية، حيث يمكنه امتصاص العديد من المواد الموجودة في المياه، ومن ضمنها المواد غير العضوية والمواد الكولويدية العضوية والمركبات العضوية البوليمرية المذابة.
4. استخدام أجهزة إزالة المواد العضوية، ومنها أجهزة من نوع Cl وأجهزة من نوع OH. النوع الأول هو مبدل أيونات مُعبأ بجل من النوع Cl أو براتنج تبادل أيونات ذو مسام كبيرة، أما النوع الثاني فهو مبدل أيونات مُعبأ براتنج قلوي قوي من نوع الستايرين الجديد أو براتنج قلوي قوي مستعمل. يزيد النوع الأول من محتوى أيونات Cl+ في الماء الخارج، وهو ما لا يصب في مصلحة متطلبات حماية المعدات من التآكل، بينما النوع الثاني أكثر أمانًا واقتصادية بوضوح.
1. عند تلوث راتنج التبادل الأنيوني، يتغير لونه من الأصفر الفاتح إلى البني الداكن، وحتى اللون الأسود.
2. يقل السعة التبادلية للراتنج، كما ينخفض حجم المياه التي يمكن معالجتها في كل دورة.
3. ينخفض قيمة pH المياه الخارجة، بالإضافة إلى ارتفاع معامل التوصيل الكهربائي. وذلك بسبب تسرب الأحماض العضوية إلى المياه الخارجة نتيجة تلوث الراتنج بالمواد العضوية؛ وقد ينخفض قيمة pH المياه إلى ما بين 5.4 و5.7.
4. يزداد وقت تنظيف الراتنج، كما يزداد أيضًا كمية المياه المستخدمة في التنظيف. نظرًا لأن المواد العضوية المترسبة على الراتنج تحتوي على كميات كبيرة من مجموعات —COOH، فإن الراتنج يتحول إلى —COONa أثناء عملية إعادة تدويره. وخلال عملية التنظيف، يتم استبدال أيونات Na+ في —COONa تدريجيًا بالأحماض المعدنية الموجودة في الماء المستخدم في التنظيف، مما يزيد من وقت التنظيف وكمية الماء المستخدمة؛
5. كما أن المنتجات الناتجة عن أكسدة الراتنجات الحمضية القوية، مثل دايإيثيلين بنزين، بالإضافة إلى المواد اللزجة الناتجة عن تكسر الراتنجات ميكانيكيًا والتي تحتوي على مجموعات سالبة الشحنة، يمكن أن تتسبب أيضًا في تلوث الراتنجات السالبة الشحنة. ثانيًا: كيفية التعرف على تلوث الراتنج
يتم وضع الراتنج السالب في زجاجة صغيرة مزودة بسدادة وفتحات للهواء، ثم يُضاف الماء المقطر ويتم هز الزجاجة. يتم غسل الزجاجة 3 إلى 4 مرات لإزالة الشوائب الموجودة على سطح الراتنج، وأخيرًا يتم تصريف ماء الغسيل تمامًا. استبدل بنسبة 10% من محلول الملح، وقم بالهز لمدة 5 إلى 10 دقائق، ثم راقب لون المحلول؛ يتم تحديد درجة التلوث من خلال لونه. ثالثًا: إعادة تنشيط الراتنج
الطريقة الفعالة لإزالة التلوث الناتج عن المواد العضوية في الراتنج، هي استخدام محلول ملحي قلوي (محلول يحتوي على 10% من NaCl بالإضافة إلى 2% من NaOH). ويكون التأثير أفضل إذا تم تسخين المحلول إلى درجة حرارة تتراوح بين 40 و50 درجة مئوية. كمية محلول ملح الماء القلوي تكون من 1 إلى 3 أضعاف حجم الراتنج، وسرعة المعالجة تكون من 3 إلى 6 متر/ساعة. أثناء المعالجة، يكون لون السائل الناتج في البداية بنيًا داكنًا. عندما يكون لون السائل المخرج أصفر فاتح، يمكن اعتبار أن عملية التنقية قد انتهت. ثم يتم غسل الراتنج، وبعد ذلك يتم تجديده باستخدام جرعة مضاعفة من المادة المستخدمة في التجديد. عادةً، يتم إعادة تنشيط الراتنج القاعدي القوي كل 6 إلى 12 شهرًا. رابعًا: تدابير منع تلوث الراتنجات السالبة بالمواد العضوية
1. استخدام الكلور أو الأوزون للأكسدة، وهي طريقة شائعة لإزالة المواد العضوية من المياه الطبيعية.
2. استخدام عمليات الترسيب أو التصفية، فهذه الطريقة فعالة جدًا عندما تكون هناك مواد عضوية معلقة أو كولويدية في المياه.
3. استخدام الفحم النشط في التصفية، حيث يمكنه امتصاص العديد من المواد الموجودة في المياه، ومن ضمنها المواد غير العضوية والمواد الكولويدية العضوية والمركبات العضوية البوليمرية المذابة.
4. استخدام أجهزة إزالة المواد العضوية، ومنها أجهزة من نوع Cl وأجهزة من نوع OH. النوع الأول هو مبدل أيونات مُعبأ بجل من النوع Cl أو براتنج تبادل أيونات ذو مسام كبيرة، أما النوع الثاني فهو مبدل أيونات مُعبأ براتنج قلوي قوي من نوع الستايرين الجديد أو براتنج قلوي قوي مستعمل. يزيد النوع الأول من محتوى أيونات Cl+ في الماء الخارج، وهو ما لا يصب في مصلحة متطلبات حماية المعدات من التآكل، بينما النوع الثاني أكثر أمانًا واقتصادية بوضوح.
معالجة استعادة الراتنج الملوث بالمواد العضوية: أكثر الطرق شيوعًا هي استخدام محلول ملحي قلوي، لكن في حالة التلوث بالمواد العضوية، فإن استخدام محلول الملح القلوي وحده لا يكفي لإزالة المواد العضوية المتراكمة داخل الراتنج القاعدي بشكل كامل. يجب أيضًا إضافة مواد أكسدة لإجراء عملية الأكسدة والتحلل. لكن المواد المؤكسدة تتسبب بسهولة في تلف الراتنج. لذلك، يجب أخذ تأثير المواد المؤكسدة على سلامة الراتنج في الاعتبار أثناء عملية الترميم.