A coluna de purificação deionizada (também chamada de coluna de troca iônica) é uma coluna comumente usada no tratamento de água e na separação de laboratório para remover íons da água (como cálcio, magnésio, sódio, íons de cloro, etc.). Após algum tempo de uso, a coluna de purificação deionizada será saturada, a capacidade de troca iônica diminui e a regeneração é necessária. O objetivo da regeneração é restaurar suas propriedades de troca iónica, restaurando a resina de troca no pilar ao seu estado original.
O método de regeneração da coluna de purificação desionizada depende principalmente do uso de soluções químicas para substituir os íons trocados na coluna. Aqui estão os métodos comuns de regeneração para colunas de purificação de desiões:
1. Regeneração da coluna de troca de catiões
A função da coluna de troca de catiões é remover catiões da água (por exemplo, cálcio, magnésio, ferro, sódio, etc.). O método comum de regeneração é a regeneração com soluções ácidas, o ácido mais comum é cloreto de hidrogênio (HCl) ou ácido enxofreático (H₂SO4).
Passos de regeneração:
Controle da velocidade de fluxo: colocando a solução ácida (geralmente 0,1-1,0M de cloreto de hidrogênio ou solução de ácido sulfúrico) através da coluna, a velocidade de fluxo da solução ácida é geralmente mais lenta para garantir o contato completo com a resina.
Intercâmbio de íons: os íons de hidrogênio (H InterIntercâmbio) na solução ácida com o plasma de cálcio e magnésio na resina, liberando o plasma de cálcio, magnésio e ferro na água, ao mesmo tempo em que os íons de hidrogênio são substituídos pela resina.
Emissão de resíduos: Estes íons trocados (por exemplo, Ca 2 +, Mg 2 +, etc.) são eliminados através do resíduo da coluna e a solução ácida é eliminada.
Enxague: Enxague a coluna com uma grande quantidade de água desionizada ou destilada para remover a solução ácida residual até que o pH do líquido expulso se aproxime do neutro.
Teste: Verifique a qualidade da água com um condutivômetro ou pH para garantir que a coluna tenha sido totalmente regenerada.
2. Regeneração da coluna de troca de íons
A coluna de troca de aniões é usada para remover aniões da água (por exemplo, raiz sulfato, íons cloro, raiz nitrato, raiz fosfato, etc.). Geralmente, uma solução alcalina forte é usada para a regeneração. A solução alcalina comumente usada é a solução de hidroxido de sódio (NaOH).
Passos de regeneração:
Controle da velocidade de fluxo: transportar lentamente a solução de hidroxido de sódio (solução de hidroxido de sódio com concentrações gerais de 0,1-1,0 M) através da coluna para garantir o contato completo com a resina.
Intercâmbio de íons: os íons de raiz do hidrogênio (OH−) na solução de hidroxido de sódio são trocados com os íons na resina, liberando íons como raiz do sulfato e íons de cloro na água, ao mesmo tempo em que os íons de raiz do hidrogênio são substituídos pela resina.
Emissão de resíduos: Fluir os aniões trocados (por exemplo, Cl-, SO4 ²-, etc.) através da coluna e remover a solução alcalina.
Enxague: Enxague a coluna com uma grande quantidade de água deionizada até que o pH do líquido expulso se aproxime do neutro.
Teste: Verifique a qualidade da água com um condutivômetro ou pH para garantir que a coluna tenha sido totalmente regenerada.
3. Recuperação de colunas de troca de função dupla (híbrida)
A coluna de troca de função dupla remove simultaneamente catiões e aniões da água. O processo de regeneração geralmente requer o uso simultâneo de soluções ácidas e alcalinas.
Parte de troca catiônica: regeneração com soluções ácidas (por exemplo, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico).
Parte de troca de iões: regeneração com solução de hidroxido de sódio.
Passos de regeneração:
Regeneração de catiões: primeiro, a solução ácida é usada para regenerar a parte de troca de catiões, trocando os catiões na coluna.
Regeneração de aniões: Em seguida, uma solução alcalina é usada para regenerar a parte de troca de aniões, trocando aniões na coluna.
Enxague: Enxague com uma grande quantidade de água deionizada até que o pH do resíduo se aproxime do neutro.
Teste: Certifique-se de que as partes catiônicas e aniônicas da coluna tenham totalmente restaurado a capacidade de troca.
4. Outras considerações
Frequência de regeneração: a frequência de regeneração da coluna de desionização depende da qualidade da água, do tipo de resina e da força de uso. Geralmente, a regeneração é necessária de vez em quando ou quando a velocidade de fluxo diminui.
Escolha do agente regenerativo: Ao escolher o agente regenerativo, considere a concentração da solução, a temperatura e o efeito de troca desejado para garantir que a própria resina não seja danificada.
Problemas ambientais: os resíduos gerados durante o processo de reciclagem (ácidos, álcalis, águas residuais, etc.) precisam ser tratados para evitar a poluição do ambiente.
Resumo:
O método de regeneração da coluna de purificação desionizada é principalmente a substituição de íons adsorvidos na resina por meio de soluções químicas (soluções ácidas ou alcalinas), restaurando assim sua capacidade de troca. As colunas de troca catiônica geralmente são regeneradas com soluções ácidas (como HCl ou H2SO4), enquanto as colunas de troca aniônica são regeneradas com soluções alcalinas (como NaOH). As colunas de troca de função dupla requerem soluções ácidas e alcalinas para regenerar as partes catiônicas e aniônicas, respectivamente. Os pilares regenerados precisam ser lavados para garantir que não haja resíduos de substâncias químicas.