ioonvahetuses

Ioonvahetus on lahustuva iooni asendamine teises ioonis resiinil, mis sisaldab fikseeritud laenguga funktsionaalseid gruppe. Ioonvahetusresiinid on tavaliselt polümeeride baasil ja neid kasutatakse vee läbivuse ning lahustite koostise muutmiseks. Kationvahetusresiinidel on negatiivselt laetud rühmad, mis vahetavad katioone (nt Ca2+, Mg2+), anioonvahetusresiinidel on positiivselt laetud rühmad, mis vahetavad anioone (nt Cl-, NO3-).

Protsess põhineb fikseeritud ioonide ja lahuses olevate ioonide vahetusel. Ioonid seonduvad resiiniga ja lahustuvad siis, asendades fikseeritud ioonid vastavalt resiini vormile. Tulemuseks on lahusest eraldunud soovimatud ioonid ja kaasaegse resiniformi taastanud ioonid. Tüübideni: kationvahetusresiinid (negatiivsed rühmad) ja anioonvahetusresiinid (positiivsed rühmad). Mõlemad võivad olla tugev- või nõrk-baseeritud või tugev- ja nõrk-süsteemid sõltuvalt funktsionaalidest rühmadest.

Regeneratsioon on rivisüsteemi taastamine, kui resiinide ioonvahetusvõime on tühjaks saanud. Kationvahetusresiinide taastamiseks kasutatakse tavaliselt soola lahust (nt NaCl), mis asendab kinnitatud Ca2+ ja Mg2+ Na+-ga. Kationvahetusresiinid võivad vajada happelist regeneranti (nt HCl või H2SO4) sõltuvalt töörežiimist. Anioonvahetusresiinide taastamiseks kasutatakse tavaliselt alus- või soolalahust (nt NaOH või NaCl), et taastada OH- või Cl-- vorm. Regeneratsiooni käigus tekib jäätmeid, mis sisaldavad kõrge soolasisalduse või happelisuse sisaldust, ning nende käitlus on keskkonnaaspektide arvestamisel oluline.

Rakendused hõlmavad veepuhastust (pehmendamine, demineraliseerimine, tüüpiliste kehade ja raskmetallide eemaldamine), toidu- ja farmaatsiatööstuse puhastust ning reostajate eraldamist. Ioonvahetus on paindlik ning sobib hästi madala energiavajadusega lahendusteks, kuid nõuab pretreatmendi ja jäätmekäitlusearvestust ning regulaarselt regeneratsiooni.