กระบวนการซีโอไลต์และกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นกระบวนการที่ทำให้น้ำอ่อนตัว ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์และไอออนคือ กระบวนการซีโอไลต์ใช้แร่ซีโอไลต์เป็นเรซินแลกเปลี่ยนสำหรับไอออนบวกในน้ำกระด้าง ในขณะที่กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนอาจมีเรซินหลายชนิดสำหรับการแลกเปลี่ยนไอออน นอกจากนี้ กระบวนการซีโอไลต์เป็นรูปแบบหนึ่งของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนของน้ำกระด้างที่อ่อนตัว
น้ำกระด้างคือน้ำที่อุดมด้วยแคลเซียมหรือแมกนีเซียม การปรากฏตัวของไอออนบวกในน้ำอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น ลดประสิทธิภาพของงานทำความสะอาดเกือบทุกชนิดโดยทำปฏิกิริยากับความร้อน ท่อประปาโลหะ หรือสารซักฟอกดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะกำจัดไอออนเหล่านี้ออกจากน้ำกระด้าง เราเรียกว่าน้ำอ่อน เราสามารถทำการกำจัดนี้ผ่านกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน กระบวนการซีโอไลต์เป็นหนึ่งในกระบวนการดังกล่าว
กระบวนการซีโอไลต์คืออะไร
กระบวนการซีโอไลต์เป็นกระบวนการที่ทำให้น้ำกระด้างอ่อนตัวโดยใช้เทคนิคการแลกเปลี่ยนไอออนโดยใช้ซีโอไลต์ที่เป็นสารประกอบทางเคมี เป็นสารประกอบทางเคมีที่มีโซเดียมอะลูมิโนซิลิเกตไฮเดรต สิ่งนี้นำไปสู่การตั้งชื่อกระบวนการนี้เป็นกระบวนการซีโอไลต์ ซีโอไลต์สามารถแลกเปลี่ยนโซเดียมไอออนบวกกลับกันได้กับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในกระบวนการทำให้น้ำอ่อนตัว
ซีโอไลต์มีสองประเภทคือซีโอไลต์ธรรมชาติและซีโอไลต์สังเคราะห์ รูปแบบธรรมชาติเป็นรูพรุนและรูปแบบสังเคราะห์เป็นซีโอไลต์ที่ไม่มีรูพรุน นอกจากนี้ แบบสังเคราะห์ยังมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนต่อหน่วยน้ำหนักได้สูงกว่าแบบธรรมชาติ
รูปที่ 01: กระบอกบรรจุเตียงซีโอไลต์
กระบวนการ
ในกระบวนการทำให้น้ำอ่อนตัว เราส่งน้ำกระด้างผ่านเบดของซีโอไลต์ (ภายในกระบอกสูบ) ในอัตราที่กำหนด จากนั้นไอออนบวกที่ก่อให้เกิดการแข็งตัวของน้ำจะสะสมอยู่บนเตียงซีโอไลต์เนื่องจากไอออนบวกเหล่านี้จะแลกเปลี่ยนกับโซเดียมไอออนบวกของซีโอไลต์ ดังนั้นน้ำที่ออกมาจากถังนี้จึงมีโซเดียมไอออนบวกมากกว่าแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออน
ผ่านไปสักพัก เตียงซีโอไลต์ก็จะหมดลง จากนั้นเราต้องหยุดการไหลของน้ำและบำบัดเตียงด้วยน้ำเกลือเข้มข้น (10%) เพื่อสร้างซีโอไลต์ขึ้นใหม่ เมื่อเราบำบัดเตียงด้วยน้ำเกลือ มันจะล้างไอออนของแคลเซียมและแมกนีเซียมออกทั้งหมด โดยการแลกเปลี่ยนกับโซเดียมไอออนในน้ำเกลือ ดังนั้นการรักษานี้จะสร้างซีโอไลต์ขึ้นใหม่
กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนคืออะไร
กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นกระบวนการทำให้น้ำอ่อนตัว ซึ่งเราใช้ไพเพอร์หรือแอนไอออนเพื่อทำให้น้ำอ่อนตัวเราสามารถทำได้โดยการแลกเปลี่ยนไอออนบวกหรือแอนไอออนกับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำกระด้าง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีแบบย้อนกลับได้ อย่างไรก็ตาม เราสามารถใช้เทคนิคนี้กับสารละลายเจือจางเท่านั้น อุปกรณ์ที่เราใช้เพื่อจุดประสงค์นี้คือเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน
ประเภท
มีสองประเภท;
- เครื่องแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้า – ใช้ซีโอไลต์ ทรายสีเขียว ถ่านหินซัลโฟเนต ฯลฯ เป็นวัสดุแลกเปลี่ยน
- เครื่องแลกเปลี่ยนประจุลบ – ใช้ออกไซด์ของโลหะ เรซินสังเคราะห์ ฯลฯ
วัสดุที่เราใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก ได้แก่ กรดอ่อนหรือกรดแก่ ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดแก่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันซัลเฟต ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอ่อนส่วนใหญ่ประกอบด้วยหมู่คาร์บอกซิล วัสดุที่เราใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนประจุลบ ได้แก่ เบสอ่อนหรือเบสที่แรง นอกจากนี้ยังมีกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนหลายประเภทซึ่งรวมถึงการทำให้อ่อนตัว การแยกส่วน และการแยกแร่ธาตุออกจากกันไอออนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแลกเปลี่ยน (ไอออนที่แลกเปลี่ยนกับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนบวกในน้ำกระด้าง) ได้แก่ โซเดียมไอออน ไฮโดรเจนไอออนบวก คลอไรด์แอนไอออน และไฮดรอกซิลแอนไอออน
กระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์กับไอออนต่างกันอย่างไร
กระบวนการซีโอไลต์เป็นกระบวนการทำให้น้ำกระด้างอ่อนตัวโดยใช้เทคนิคการแลกเปลี่ยนไอออนโดยใช้ซีโอไลต์ที่เป็นสารประกอบเคมี ในขณะที่กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นกระบวนการทำให้น้ำอ่อนตัว ซึ่งเราใช้ไพเพอร์หรือแอนไอออนเพื่อทำให้น้ำอ่อนตัว นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์และไอออน อย่างไรก็ตาม กระบวนการซีโอไลต์เป็นรูปแบบหนึ่งของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออน เนื่องจากกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนโซเดียมไอออนในซีโอไลต์กับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำกระด้าง นอกจากนี้ กระบวนการซีโอไลต์ยังเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนโซเดียมไอออนเท่านั้น ในขณะที่กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเกี่ยวข้องกับแอนไอออนและไอออนบวกที่แตกต่างกัน เช่น คลอไรด์ไอออน ไฮดรอกซิลไอออน ไฮโดรเจนไอออน และโซเดียมไอออน
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์และไอออนในรูปแบบตาราง
สรุป – กระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์กับไอออน
กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำกระด้างกับแอนไอออนหรือไอออนบวกที่แตกต่างกันในตัวแลกเปลี่ยน กระบวนการนี้มีความสำคัญต่อการกำจัดความกระด้างออกจากน้ำ กระบวนการซีโอไลต์ยังเป็นหมวดหมู่ของกระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนอีกด้วย ความแตกต่างระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนซีโอไลต์และไอออนคือ กระบวนการซีโอไลต์ใช้แร่ซีโอไลต์เป็นเรซินแลกเปลี่ยนสำหรับไอออนบวกในน้ำกระด้าง ในขณะที่กระบวนการแลกเปลี่ยนไอออนอาจมีเรซินหลายชนิดสำหรับการแลกเปลี่ยนไอออน