Pengolahan air - proses pelunakan
Mari kita mulai dengan menanyakan mengapa pra-perlakuan memerlukan proses pelunakan? Apakah air kota sudah diolah?
Peralatan pengolahan akhir sistem air medis memiliki persyaratan yang lebih tinggi: sistem pengolahan akhir air farmakope hilir diwujudkan melalui filtrasi membran, dan unit filtrasi membran serta unit EDI memiliki persyaratan untuk kesadahan kualitas air masuk, yang perlu memenuhi tingkat tidak lebih tinggi dari 3 ppm, yang dapat disebut "air lunak"; Jika kesadahan terus terlalu tinggi, dapat disebut "air keras", dan konsekuensinya adalah pembentukan kerak pada sistem membran, yang pada gilirannya menyebabkan potensi waktu henti yang tidak direncanakan. Indeks kesadahan perlu dikontrol secara stabil melalui proses pelunakan, yang dicapai dengan melunakkan air perkotaan melalui pelunak air. Pelunak air, juga dikenal sebagai penukar ion natrium, terutama terdiri dari resin, wadah berisi resin, katup, dan sistem kontrol.
Jadi, apa itu pertukaran ion?
Pertukaran ion adalah proses kimia yang menghilangkan ion-ion yang tidak diinginkan dari air dengan menukarkannya dengan ion-ion yang memiliki muatan serupa. Hal ini dicapai melalui butiran resin, yang menarik dan menahan ion, yang sering digunakan untuk pelunakan air. Fungsi utama pelunak air farmasi adalah untuk menukar ion kalsium dan magnesium dalam air perkotaan dengan natrium Na+ yang dapat ditukar dalam resin nano, sehingga mengurangi kesadahan air. Proses pelunakan terutama meliputi dua langkah proses: "pelunakan" dan "regenerasi".
1. Pelunakan
Resin penukar kation asam kuat nano biasanya digunakan untuk pelunakan pengolahan air farmasi, yang merupakan media inti dari proses pelunakan tersebut.
Struktur polimer manik resin penukar kation asam kuat nano mengandung ion negatif tetap yang terikat secara permanen dan tidak dapat dilepas. Sederhananya, manik resin memiliki muatan negatif tetap. Setiap situs pertukaran bermuatan negatif dapat menampung ion bermuatan positif. Dalam hal ini, natrium (bermuatan positif) terikat pada titik pertukaran (muatan negatif dan positif saling tarik menarik). Jadi, ion natrium yang bergerak menempel pada setiap muatan negatif tetap pada manik resin.
Prinsip pelunakan reaksi kimia adalah sebagai berikut:
Ion kalsium dan magnesium yang tersuspensi dalam air memiliki muatan positif yang lebih kuat daripada ion natrium. Saat air sadah melewati butiran-butiran tersebut, daya tarik kuat kalsium dan magnesium terhadap butiran bermuatan negatif "menendang" ion natrium, sehingga kalsium dan magnesium dapat menggantikan tempatnya (dan tetap menempel pada butiran). Ion kalsium-magnesium divalen yang lebih besar membutuhkan dua situs pertukaran pada permukaan resin.
Pada akhirnya, kesadahan butiran resin menjadi jenuh, terutama kalsium dan magnesium, sehingga tidak ada lagi titik pertukaran yang menghasilkan air demineralisasi. Butiran resin telah habis dan harus diregenerasi.
2. Regenerasi
Pelunakan air sederhana dan banyak digunakan karena resin dapat diregenerasi dengan larutan garam NaCl sederhana (biasanya 10%). Setelah resin pelunak air di alat pelunak air mengalami kegagalan saturasi, NaCl digunakan untuk pemulihan regenerasi. Resin penukar ion direndam dalam larutan natrium klorida (garam), di mana sejumlah besar garam mengendapkan ion kalsium dan magnesium dari butiran resin. Natrium dalam larutan garam menempel pada butiran resin. Setelah regenerasi, kelebihan garam dibilas dan butiran resin dapat digunakan kembali.
Prinsip regenerasi sistem pelunak air adalah sebagai berikut:
Selama regenerasi, peningkatan konsentrasi ion natrium monovalen memaksa kedua muatan ion kalsium dan magnesium untuk terpisah, yang pada dasarnya "melonggarkan kendali mereka" di lokasi pertukaran. Karena konsentrasi ion natrium yang tinggi, kini jauh lebih mudah untuk menukar ion natrium monovalen dengan ion kalsium dan magnesium divalen.
