Une colonne de purification désionisée (également appelée colonne échangeuse d'ions) est un type couramment utilisé dans le traitement de l'eau et la séparation en laboratoire pour éliminer les ions (tels que les ions calcium, magnésium, Sodium, chlorure, etc.) de l'eau. Après un certain temps d'utilisation, la colonne de purification déionisée est saturée, la capacité d'échange d'ions diminue et une régénération est nécessaire. Le but de la régénération est de restaurer les propriétés d'échange ionique de la résine échangeuse dans la colonne en la ramenant à son état d'origine.
La méthode de régénération de la colonne de purification désionisée repose principalement sur l'utilisation de solutions chimiques pour remplacer les ions échangés dans la colonne. Voici les méthodes de régénération courantes pour les colonnes de purification déionisée:
1. Régénération de la colonne échangeuse de cations
Le rôle de la colonne échangeuse de cations est d'éliminer les cations (tels que le calcium, le magnésium, le fer, le sodium, etc.) de l'eau. La méthode de régénération couramment utilisée est la régénération à l'aide de solutions acides, les acides les plus courants étant le chlorure d'hydrogène (HCl) ou l'acide sulfurique (h₂so₄).
Étapes de régénération:
Contrôle du débit: une solution acide (généralement une solution de chlorure d'hydrogène ou d'acide sulfurique de 0,1 à 1,0 m) est passée à travers la colonne, le débit de la solution acide étant généralement plus lent, assurant un contact complet avec la résine.
Échange d'ions: les ions hydrogène (h⁺) dans une solution acide réagissent par échange avec des cations tels que le calcium, le magnésium, etc. sur la résine, libérant des plasmas de calcium, de magnésium, de fer dans l'eau tout en déplaçant les ions hydrogène sur la résine.
Vidange des eaux usées: les eaux usées de la colonne sortent de ces ions échangés (ca², mg², etc.) et les solutions acides sont éliminées.
Rinçage: rincer la colonne avec beaucoup d'eau désionisée ou distillée pour éliminer la solution acide résiduelle jusqu'à ce que le pH du liquide évacué soit proche de la neutralité.
Test: vérifiez la qualité de l'eau de l'effluent avec un conductimètre ou un pH - mètre pour vous assurer que la colonne a été complètement régénérée.
2 régénération de la colonne échangeuse d'anions
Les colonnes échangeuses d'anions sont utilisées pour éliminer les anions (sulfates, chlorures, nitrates, phosphates, etc.) de l'eau. La régénération est généralement réalisée à l'aide d'une solution alcaline forte. Une solution basique couramment utilisée est une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH).
Étapes de régénération:
Contrôle du débit: la solution d'hydroxyde de sodium (solution d'hydroxyde de sodium de concentration générale 0,1 - 1,0 m) est lentement passée à travers la colonne, assurant un contact complet avec la résine.
Échange d'ions: les ions hydroxyde (oh⁻) dans une solution d'hydroxyde de sodium sont échangés avec des anions sur la résine, libérant des anions tels que sulfate, chlorure, etc. dans l'eau, tout en déplaçant les ions hydroxyde sur la résine.
Décharge de la liqueur usée: la liqueur usée à travers la colonne sort des anions échangés (par exemple cl⁻, so₄², etc.) et élimine la solution alcaline.
Rinçage: rincer la colonne avec beaucoup d'eau désionisée jusqu'à ce que le pH du liquide évacué soit proche de la neutralité.
Test: vérifiez la qualité de l'eau de l'effluent avec un conductimètre ou un pH - mètre pour vous assurer que la colonne a été complètement régénérée.
3. Régénération de la colonne d'échange à double fonction (type hybride)
La colonne d'échange bifonctionnelle élimine simultanément les cations et les anions de l'eau. L'utilisation simultanée de solutions acides et alcalines est souvent nécessaire lors de la régénération.
Section d'échange cationique: régénération à l'aide de solutions acides (par exemple, acide chlorhydrique, acide sulfurique).
Partie échangeuse d'anions: régénération à l'aide d'une solution d'hydroxyde de sodium.
Étapes de régénération:
Régénération cationique: la partie échangeuse de cations est d'abord régénérée à l'aide d'une solution acide, en échangeant les cations de la colonne.
Régénération anionique: la partie échangeuse d'anions est ensuite régénérée à l'aide d'une solution basique, en échangeant les anions de la colonne.
Rinçage: rincer abondamment avec de l'eau désionisée jusqu'à ce que le pH de la liqueur usée soit proche de la neutralité.
Test: Assurez - vous que les parties cationiques et anioniques de la colonne ont complètement restauré leur capacité d'échange.
4 autres considérations
Fréquence de régénération: la fréquence de régénération de la colonne de déionisation dépend de la qualité de l'eau, du type de résine et de la force d'utilisation. Une régénération est généralement nécessaire à certains intervalles ou lorsque le débit diminue.
Choix du régénérateur: Choisissez le régénérateur en tenant compte de la concentration de la solution, de la température et de l'effet d'échange souhaité, en veillant à ne pas nuire à la résine elle - même.
Questions environnementales: les déchets liquides (acides, lessives, eaux usées, etc.) produits lors de la régénération doivent être traités pour éviter toute pollution de l'environnement.
Résumé:
Le procédé de régénération de la colonne de purification désionisée consiste principalement à remplacer les ions adsorbés sur la résine par des solutions chimiques (acides ou basiques) et à restaurer ainsi sa capacité d'échange. La colonne échangeuse cationique est généralement régénérée à l'aide d'une solution acide telle que HCl ou h₂so₄, tandis que la colonne échangeuse anionique est régénérée à l'aide d'une solution basique telle que NaOH. La colonne d'échange bifonctionnelle nécessite alors une régénération des fractions cationique et anionique respectivement par des solutions acides et basiques. Les colonnes régénérées doivent être rincées pour s'assurer qu'il n'y a pas de produits chimiques résiduels.