دستگاه دیونایزر

دستگاه دیونایزر صنعتی (به انگلیسی Deionizer)، که به نام‌ های آب دیونیزه‌ ساز، خالص‌ ساز آب یا رزین تعویض یونی نیز شناخته می‌ شود، برای تولید آب بدون یون و با خلوص بالا تا 1 میکرو زیمنس استفاده می‌شود. این دستگاه با کمک رزین‌ های کاتیونی و آنیونی، یون‌ های موجود در آب (نظیر کلسیم، منیزیم، کربنات، سولفات، سیلیکات، سدیم و کلراید) را حذف می‌ کند و آبی با کیفیت بالا برای کاربردهایی همچون پزشکی، دندانپزشکی، آزمایشگاه‌ ها، داروسازی، صنایع غذایی، صنایع شیمیایی و الکترونیک فراهم می‌ آورد. این دستکاه ها انواع مختلفی دارند که در ادامه با این دستگاه و مکانیزم عملکرد آن آشنا خواهید شد و به شما راهنمای خرید دستگاه دیونایزر را ارائه خواهیم داد.

دیونایزر (Deionizer) چیست؟

دستگاه دیونایزر صنعتی (آب دیونیزه‌ ساز) سیستمی است که برای تولید آب بدون یون یا آب مقطر با خلوص بالا طراحی شده است. این دستگاه هر دو یون کاتیون و آنیون را حذف کرده و یون‌ های هیدروژن (H+) را در ازای یون‌ های مثبت و هیدروکسیل (OH-) برای یون‌ های منفی آزاد می‌ کند. یون‌ های هیدروژن و هیدروکسیل پس از آن ترکیب می شوند تا آب خالص تشکیل شود، به این فرآیند یونیزاسیون می گویند که بعد از آن، کیفیت آب به دست آمده با عبور از رزین تبادل یونی به طور قابل توجهی افزایش می یابد و آب فوق خالص یا به اصطلاح به آب دمین تشکیل می شود.

آب دیونیزه (Deionized Water) چیست؟

آب دیونیزه یا آب بدون یون (Deionized Water) به آبی گفته می‌ شود که تمامی یون های معدنی از جمله کاتیون ها (آهن، مس، سدیم و کلسیم) و آنیون ها ( سولفات و کلراید) که هدایت الکتریکی خیلی کمی دارند از آن حذف شده‌ است. (یعنی جریان برق را از خود عبور نمی دهد) از دیگر نام‌ های آب دیونیزه می‌ توان به “آب دمین” یا “آب خالص” اشاره کرد. اما گاهی اوقات این آب را با آب مقطر اشتباه می گیرند باید بدانید که آب دیونیزه و آب مقطر هر دو خالص هستند، اما با روش‌ های مختلفی تولید می‌ شوند. آب دیونیزه از طریق حذف یون‌ ها و املاح از آب به دست می‌ آید، در حالی که آب مقطر از طریق تبخیر و تقطیر تولید می‌ شود و اغلب ناخالصی‌ های آلی و معدنی آن کمتر است. به‌ طور کلی، آب مقطر کمی خالص‌ تر است، زیرا حتی برخی ناخالصی‌ های غیر یونی نیز طی فرایند تقطیر حذف می‌ شوند.

انواع دیونایزر یا آب دیونیزه ساز

آب دیونیزه کن ها بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌ بندی می‌ شوند که عبارت‌ اند از:

1. بر اساس کاربرد

• صنعتی: مورد استفاده در صنایع داروسازی، غذایی، الکترونیک و شیمیایی.
• آزمایشگاهی: مناسب برای تهیه محلول‌ های استاندارد و شستشوی تجهیزات.
• خانگی: برای تولید آب آشامیدنی با کیفیت بالاتر.

2. بر اساس نوع رزین

• بستر ثابت: رزین‌ ها در یک بستر ثابت قرار دارند و نیاز به احیای دوره‌ ای دارند.
• بستر متحرک: رزین‌ ها به صورت مداوم حرکت کرده و به صورت پیوسته احیا می‌ شوند.

3. بر اساس روش دیونیزاسیون

• تبادل یونی: حذف یون‌ ها از طریق رزین‌ های تبادل یونی.
• دیونیزاسیون الکتریکی (EDI): ترکیب رزین تبادل یونی و میدان الکتریکی.

4. بر اساس تعداد ستون

• تک ستونی: از یک ستون حاوی رزین میکس بد استفاده می‌ کند.
• دو ستونی: شامل دو ستون جداگانه برای رزین‌ های کاتیونی و آنیونی.

5. بر اساس نوع آب ورودی

• آب شهری: برای تصفیه آب شهری و تولید آب دیونیزه.
• آب صنعتی: برای تصفیه آب‌های صنعتی با خلوص بالا.

 

نحوه کار دیونایزر و مراحل تولید آب دیونیزه

مراحل تولید آب دیونیزه

1. پیش تصفیه (حذف ذرات معلق)
   در مرحله اول با استفاده از  فیلترهای کربن فعال و میکرو فیلترها نسبت به حذف مواد جامد معلق و فلزات سنگین نامحلول با اندازه بیش از یک میکرون و گازهای محلول در آب اقدام می شود.
   

   • فیلتراسیون: در این مرحله ذرات معلق و رسوبات موجود در آب با استفاده از فیلترهای مختلف مانند فیلترهای شنی یا کربنی حذف می‌ شوند.
   • نرم‌سازی: سختی آب (وجود یون‌های کلسیم و منیزیم) با استفاده از رزین‌ های نرم‌ کننده کاهش داده می‌ شود. این کار از رسوب‌ گذاری این یون‌ ها در رزین‌ های دیونیزاسیون جلوگیری می‌ کند.

2. دیونیزاسیون:

   • ستون کاتیونی: آب پیش تصفیه شده از یک ستون حاوی رزین کاتیونی عبور می‌کند. رزین کاتیونی یون‌ های مثبت مانند سدیم، کلسیم و منیزیم را جذب کرده و به جای آن‌ها یون‌ های هیدروژن آزاد می‌کند.
   • ستون آنیونی: آب خروجی از ستون کاتیونی وارد ستون آنیونی می‌ شود. رزین آنیونی یون‌ های منفی مانند کلرید و سولفات را جذب کرده و به جای آن‌ ها یون‌ های هیدروکسیل آزاد می‌ کند.
   • تبادل یونی: در این مرحله، یون‌ های هیدروژن و هیدروکسیل با یکدیگر ترکیب شده و آب خالص (H₂O) تولید می‌ کنند.

3. میکروب زدایی و خالص سازی نهایی آب

   • هدف از این مرحله حذف تمام میکروارگانیسم های موجود در آب می باشد. در این مرحله اشعه UV به آب خروجی از ستونهای کاتیونی و آنیونی تابیده می شود. در این مرحله شاخص TOC آب به 5-10 ppb میرسد. سپس آب با عبور از غشای UF از هرگونه آنزیم های باردار شده و میکروب عاری میشود و به آب گرسنه تبدیل می شود.

     در صورت عدم استفاده فوری و همزمان با خروج از دستگاه سریعاً Co2 و میکروارگانیسم های موجود در هوا را جذب کرده و ضمن تغییر پارامترهای کمی و کیفی (مقاومت الکتریکی R ،TOC، بار میکروبی و غیره) خلوص خود را به سرعت از دست داده و مطابق با استانداردهای ASTM، USP و غیره دیگر فاقد کیفیت آب فوق خالص (Type A) است و در واقع به آب  Type C یا Laboratory Grade تبدیل می شود.

4. آب دیونیزه:

   • آبی که از ستون آنیونی خارج می‌شود، آب دیونیزه با خلوص بسیار بالا است. این آب فاقد هرگونه یون معدنی بوده و هدایت الکتریکی بسیار کمی دارد. این آب برای مصارف عمومی آزمایشگاهی مانند شستشوی ظروف و وسایل آزمایشگاه مناسب بوده و به هیچ وجه جهت انجام آزمایش های Critical و حساس قابل استفاده نیست. لذا اکیدا توصیه می شود که آب فوق خالص به صورت تازه (By Demand) و بلافاصله بعد از خروج از دستگاه مصرف شده و حتی المقدور از نگهداری و ذخیره سازی آن خودداری شود.

شایان ذکر است که آب فوق خالص (Deionized water) به علت خلوص فوق العاده بالای خود که حدود ۹۹% است اصطلاحاً به آب گرسنه ( Hungry Water ) نیز معروف است.

ویدیو عملکرد دیونایزر برای تولید آب دمین

اجزای اصلی سیستم آب دیونیزه ساز

در ادامه به برخی از تجهیزات سیستم آب مقطر سازی صنعتی یا آب دیونیزه ساز اشاره کرده ایم.

• ستون کاتیونی: حاوی رزین‌ های کاتیونی است که یون‌ های مثبت آب را جذب کرده و به جای آن‌ ها یون‌ های هیدروژن آزاد می‌ کند.
• ستون آنیونی: حاوی رزین‌ های آنیونی است که یون‌ های منفی آب را جذب کرده و به جای آن‌ ها یون‌ های هیدروکسیل آزاد می‌ کند که در گروه صنعتی آب سازه از رزین های کاتیونی، آنیونی و میکس بد برند پرولایت ساخت کشور انگلستان برای تولید ستون ها استفاده می شود.
• مخازن رزین: مخازنی هستند که ستون‌های رزینی در آن‌ها قرار دارند و از جنس فایبرگلاس FRP یا فلزی (کربن استیل ST37 و یا استنلس استیل SS304, SS316) ساخته می‌شوند.
• مخزن ذخيره آب: از مخازن پلی اتیلن ذخیره آب بهداشتی دارای گرید خوراکی استفاده می گردد.
• مخازن سود و اسيد: از این مخازن نگهداری اسید و باز جهت احیا رزین های کاتیونی و آنیونی استفاده می شود. نکته اصلی در انتخاب جنس این مخازن مقاومت در برابر خوردگی مواد  اسیدی و بازی می باشد.
• پمپ تزريق: جهت تزریق اسید و باز جهت احیا رزین از پمپ های تزریق از برندهای PROMINENT، EMEC، ETATRON و غیره استفاده می شود.
• پمپ آب خام: جهت انتقال و تامین فشار ورودی به سیستم
• پمپ آب دمین : پمپ های با فشار بالا برای سخت‌ترین کاربردها در اب دمین و آب فوق‌العاده کاربرد دارند. این پمپ ها جریان هایی از 0.7 تا 354 لیتر در دقیقه و فشار تا 160 بار را تحمل می کنند.
• تابلو برق: تابلو برق برند اشنایدر فرانسه و یا هیوندایی کره همراه با سیستم PLC
• تجهیزات کنترلی: شامل شیر فشار شکن، فلومتر و pH متر
• فیلترهای پیش تصفیه: برای حذف ذرات معلق، کلر و سایر ناخالصی‌ های موجود در آب خام قبل از ورود به ستون‌ های رزینی استفاده می‌ شود.
• شیرآلات و اتصالات: برای کنترل جریان آب، اتصال لوله‌ ها و مخازن به یکدیگر استفاده می‌ شوند.

 

انواع روش‌ های تولید آب دیونیزه (آب خالص)

1. تبادل یونی
2. تقطیر
3. اسمز معکوس Double Ro
4. دیونیزاسیون الکتریکی
5. تقطیر انجمادی

برای تولید آب دیونیزه، روش‌ های مختلفی وجود دارد که در ادامه به آن‌ ها می‌ پردازیم:

1. تبادل یونی (Ion Exchange)

• متداول‌ ترین روش: در این روش از رزین‌ های تبادل یونی در آب خالص کن استفاده می‌ کنند که یون‌ های موجود در آب را جذب کرده و به جای آن‌ ها یون‌ های هیدروژن (H+) یا هیدروکسیل (OH-) آزاد می‌ کنند.
• دو مرحله‌ای: این روش شامل دو مرحله است:
  • ستون کاتیونی: در این ستون، یون‌ های مثبت آب با یون‌ های هیدروژن رزین تعویض می‌ شوند.
  • ستون آنیونی: در این ستون، یون‌ های منفی آب با یون‌ های هیدروکسیل رزین تعویض می‌ شوند.
• مزایا: کارایی بالا، هزینه مناسب
• معایب: نیاز به احیای دوره‌ ای رزین‌ ها

2. تقطیر (Distillation)

• روش سنتی: در این روش، آب را به جوش آورده و بخار حاصل را جمع‌ آوری می‌ کنند. با سرد شدن بخار، آب خالص به دست می‌ آید.
• مزایا: خلوص بسیار بالا، عدم نیاز به مواد شیمیایی
• معایب: مصرف انرژی بالا، زمان‌ بر بودن، هزینه زیاد

3. اسمز معکوس  ( Reverse Osmosis )

• فیلتراسیون تحت فشار: در این روش جهت حذف یون ها و مواد آلی محلول، آب با استفاده از فشار پمپ از درون ممبران روش اسمز معکوس عبور کرده حدود 95 درصد یون ها و مواد محلول موجود در آب حذف می شود. خروجی آب ممبران RO وارد ستون های کاتیونی و آنیونی شده و حدود 5 درصد مواد محلول و یون های باقیمانده نیز حذف می گردد.

 

• مزایا: تولید آب با کیفیت بالا، حذف مواد آلی و میکروارگانیسم‌ ها
• معایب: نیاز به فشار بالا، تولید آب پساب

4. دیونیزاسیون الکتریکی (Electrodeionization – EDI):

• ترکیب تبادل یونی و الکتریسیته: در این روش، رزین های تبادل یونی در یک میدان الکتریکی قرار می گیرند. یون های آب تحت تأثیر میدان الکتریکی به سمت الکترودهای مخالف حرکت کرده و در آنجا خنثی می شوند.
• مزایا: تولید مداوم آب دیونیزه، کنترل دقیق کیفیت آب
• معایب: هزینه اولیه بالا

 

5. تقطیر انجمادی (Freeze Distillation):

• تبدیل آب به یخ: در این روش، آب را منجمد کرده و سپس یخ را ذوب می‌کنند. ناخالصی‌ها در یخ باقی مانده و آب خالص به دست می‌آید.
• مزایا: خلوص بسیار بالا، عدم نیاز به مواد شیمیایی
• معایب: مصرف انرژی بالا، زمان بر بودن، هزینه زیاد

انواع دیونایزر با توجه به روش تولید آب دیونیزه

دیونیزه ساز تک ستونی

آب دیونیزه کن های تک ستونی از یک ستون دارای رزین تشکیل شده است. عمل حذف هر دو بخش آنیون ها و کاتیون ها در همان یک ستون حذف می شود. رزین کاتیونی یون های دارای بار مثبت مانند کلسیم، سدیم، منیزیم، آهن، منگنز و پتاسیم را جذب می کند. رزین آنیون یون های دارای بار منفی مانند سولفات ها، کلریدها، کربنات ها، بی کربنات ها، نیترات ها و سیلیس را حذف می کند. آب مقطر سازهای تک ستونی از رزین میکس بد استفاده می کند که از تخلیط هر دو نوع رزین کاتیونی و آنیونی تشکیل شده است. گروهی از رزین های میکس بد قابلیت احیا ندارند و پس از مدتی استفاده منقضی شده و نیازمند تعویض می گردند.

دیونیزه ساز دو ستونی یا Mixed bed

در آب خالص کن های دو ستونی از دو ستون رزین استفاده می شود. یک ستون رزین کاتیونی و دیگری ستون رزین آنیونی می باشد. آب ورودی ابتدا به رزین کاتیونی وارد و پس از خروج از آن به ستون رزین آنیونی وارد می شود. سیستم های دیونیزه کننده آب اتوماتیک دو ستونی از دو مخزن مدیا به صورت سری تشکیل شده اند. مخزن اول حاوی رزین کاتیونی به شکل هیدروژن (H) و مخزن دوم حاوی رزین آنیونی به شکل هیدروکسیل (OH) است.

الکترودیونیزیشن EDI

الکترودیونیزیشن (EDI) نیز یکی از روش‌های تولید آب بدون یون است که فرایند پیشرفته تر دیونایزر دو ستونی می باشد. با این تفاوت که در دیونیزه ساز mixed bed ازمواد شیمیایی جهت احیای رزین ها استفاده می شود، اما در دیونایزر EDI به صورت پیوسته توسط یون‌های +H و -OH که محصول الکترولیز آب است، انجام می‌شود. بخش های مختلف به کار رفته در الکترودیونیزیشن شامل میدان الکتریکی، غشا تبادل یونی و رزین می شود.

عوامل موثر در انتخاب روش مناسب برای تولید آب دیونیزه

• میزان خلوص مورد نیاز: برای کاربردهای مختلف، سطح خلوص آب متفاوت است.
• حجم آب مورد نیاز: برای تولید حجم‌ های زیاد، روش‌ های صنعتی مانند تبادل یونی یا اسمز معکوس مناسب‌ تر هستند.
• هزینه: هر روش دارای هزینه‌ های خاص خود از جمله هزینه تجهیزات، مواد مصرفی و انرژی است.
• کیفیت آب منبع: کیفیت آب ورودی به دستگاه دیونیزاسیون بر انتخاب روش تأثیرگذار است.

تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه

مهمترین تفاوت آب مقطر با آب دیونیزه در درجه خلوص آنها می باشد. همین امر بر روی کاربرد آن ها نیز هم تاثیر می گذارد. درجه خلوص آب دیونیزه بسیار بالا می باشد و این آب کاملا از وجود انواع یون های مثبت و منفی پاکسازی شده است. دیگر تفاوت آب مقطر با آب دیونیزه این است که در روش دیونیزه که با عبور آب از رزین می باشد. خالص سازی آن بهتر انجام می گیرد و آب از وجود یون های مثبت و منفی کاملا زدوده می شوند. اما آب مقطر با روش تقطیر بدست می آید که مقداری ناخالصی در آن وجود خواهد داشت.

آیا می توان آب دیونیزه را نوشید؟

آب دیونیزه به چند دلیل برای نوشیدن و مصارف شرب مناسب نیست، مهمترین دلایل آن عبارتند از:

• به دلیل پایداری پایینی که دارد خورنده است. می تواند به مینای دندان و بافت های حساس آسیب وارد کند.
• کلیه مواد معدنی مفید برای بدن انسان در آن حذف شده است.
• این آب می تواند یون های کلسیم و منیزیمی را که توسط بدن جذب شده اند دفع نماید
• مزه بد: به دلیل نداشتن مواد معدنی و یون مزه بدی دارد
• قابلیت جذب فلزات سمی در مسیر انتقال و یا محل نگهداری را دارد. می تواند مواد سمی را از طریق نوشیدن منتقل نماید.

قیمت دستگاه آب دیونیزه ساز

با توجه به توضیحات داده شده در بالا، قیمت دستگاه دیونایزر صنعتی، آزمایشگاهی و پزشکی و با توجه به دبی تولیدی آب دیونیزه شده متفاوت است. جهت اطلاع از قیمت دیونایزر با ما در تماس باشید.

تولید و ساخت دستگاه دیونایزر

شرکت آب سازه بزرگترین سازنده انواع دستگاه دیونایزر می باشد. از مزایای دستگاه آب دیونیزه ساز آب سازه می توان به استفاده از تجهیزات با معتبرترین برندهای اروپایی و آمریکایی، استفاده از رزین کاتیونی و آنیونی پرولایت انگلستان، داشتن مصرف بهینه برق، مقرون به صرفه و اقتصادی بودن راندمان بالا و جلوگیری از اتلاف آب، اشاره کرد.

دستور العمل نصب و بهره برداری از دیونایزر به شکل pdf

جهت دانلود دستورالعمل نصب و بهره برداری از دیونایزر به زبان انگلیسی کاتالوگ را دانلود کنید.

سوالات متداول دیونایزر