آب دیونیزه چیست؟ طرز تهیه آب دیونیزه شده

معرفی آب دیونیزه (Deionized water)

آب دیونیزه (Deionized water) یا DM و یا DEMIN آبی است که از  طی پروسه دیونیزاسیون قسمت کثیری از یون‌های معلق در آن حذف شده است. این آب یکی از اساسی‌ترین محصولات مورد استفاده در کارخانجات تولیدی و آزمایشگاه‌ها و بیمارستان‌ها و مراکز تحقیقاتی است. این آب بیشتر به دلیل حفظ و نگهداری و ارتقای عمر مفید دستگاه‌ها و تجهیزات در واحدهای صنعتی استفاده می‌شود. اب دیونیزه در واقع نوع خالص‌تر آب مقطر است. اندازه یون‌های آب دیونیزه نسبت به آب مقطر به میزان حداقلی رسیده است.

آب دیونیزه چیست؟

آب دیونیزه کمترین مقدار کربن ارگانیک را دارد. این آب به سبب اینکه مقدار نمک کم خود رسانایی کمی دارد. البته از مقاومت الکتریکی بالایی برخوردار است. همچنین واجد خصلت خورندگی نیست در واقع قابلیت خورندگی ندارد. آب دیونیزه به شکل استریلیزه نیز موجود است.

پزشکان از این نوع آب برای رقیق‌ساختن بعضی داروهای تزریقی وریدی و عضلانی استفاده می‌کنند. ناگفته نماند از این نوع آب در طیف وسیعی از صنایع بهره می‌برند. از جمله در علم پزشکی و درمانی و آزمایشگاه‌ها و داروسازی‌ها و آزمایشگاه‌های شیمی و میکروبیولوژی و کارخانجات مختلف همانند باتری سازی‌ها و آماده سازی حلال‌ها و برنامه‌های سردسازی و صنایع غذایی کاربرد دارد.

آب دیونیزه با نام آب غیر معدنی نیز شناخته می‌شود. و معمولا با پروسه تبادل یونی قسمت کثیری از یون‌های خود را از دست می‌دهد. این یون‌ها شامل آهن و سدیم و مس و کلسیم (کاتیون) و سولفات و کلرید (آنیون) می‌باشد. آب دیونیزه از طریق فرآیند دیونیزاسیون بدست می‌آید. دیونیزاسیون در اصل روشی برای تصفیه است. باید در نظر داشت تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه در درجه خلوص آنها است.

پیش از خرید دیونایزر از یک کارشناس حرفه ای جهت انتخاب دستگاه مناسب بر حسب نیاز خود مشاوره بگیرید.

طرز تهیه آب دیونیزه

در حالت کلی، آب به چند قسم تقسیم می‌شود :

•  آب غیر تصفیه شده
• آب تصفیه شده
• آب مقطر
• آب قلیایی
• آب دیونیزه

آب دیونیزه بیشتر در کارخانجات و واحد‌های تولیدی و آزمایشگاه‌ها کاربرد دارد. البته افرادی که با ماهی‌های تزئینی سر و کار دارند نیز از این نوع آب استفاده می‌کنند.

آب‌تصفیه‌شده ( آب لوله کشی ) املاح و یون‌های زیادی دارد. که این‌املاح و یون‌ها در مسیر عبور جریان‌آب از رودخانه‌ها و سدها و حتی لوله‌ها به‌آن افزوده شده‌است. این املاح شامل منیزیم و کلسیم و سایر مواد معدنی است. سیستم دیونیزاسیون با فرآیندی بنام دیونیزه کردن این املاح و یون‌ها را از آب می‌زداید.

ما آب بدست آمده به وسیله این فرآیند را آب دیونیزه می گوییم. آب دیونیزه با چند نام شناخته می‌شود. از جمله آب زدوده یا آب DM و یا DI و همچنین آب بدون مواد معدنی. باید در نظر داشت آب دیونیزه با آب مقطر متفاوت است. همچنین برای سنجش خلوص آب دیوتیزه جریان برق را به درون آب هدایت می‌کنند. هر چه یون کمتر باشد رسانایی آب نیز کمتر است بنابراین خلوص آب دیونیزه بیشتر است.

فرآیند خالص سازی آب جهت تهیه آب دیونیزه

تقطیر (Distillation)

روش سنتی برای تولید آب دیونیزه است. در مرحله اول آب را حرارت می‌دهند تا تبخیر شود. سپس بخار آب را به درون محفظه‌ایی که با نام خنک کننده شناخته می‌شود هدایت می‌کنند تا عمل میعان صورت پذیرد و بخار به مایع تبدیل شود. این آب به آب مقطر نامگذاری شده است.

از مشکلاتی که این روش دارد رسوباتی است که توسط یون‌های منیزیم و کلسیم بر روی المنت‌ها و بویلرها شکل می‌گیرند. می‌بایست به طور متناوت با اسید کلریدریک شستشو داده شوند.

روش جذب (Adsorption)

این روش نیازمند فیلتر است. این فیلترها فرآیند تولید آب دیونیزه را اجرا و تکمیل می‎‌کنند. این فیلترها اقسام گوناگونی دارند. یک گونه از آن به فیلتر کربنی معروف است که بر دو نوع کربن پودری و یا گرانولی عمل می‌کند.

نوع دیگر فیلترهای پلی پروپیلنی است. همچنین فیلتر سرامیکی و فیلتر کوارتزی نیز کاربرد دارد. این دو نوع فیلتر وظیفه جذب میکروارگانیسم‌ها و مواد آلی را دارند.

تبادل یونی (Ion Exchange)

در این روش رزین حرف اول را می‌زند. امروزه رایج‌ترین متد تهیه آب دیونیزه همین روش تبادل یونی است. فرآیند تبادل یونی به دو صورت انجام می‌گیرد. یک سیاق از آن با نام دو بستری (Two Bed) معروف است.  روش دیگر بستر مخلوط (Mixed Bed) نام دارد.

در متد اول یا همان دو بستری (Two Bed ) رزین‌های کاتیونی و آنیونی به صورت جداگانه در دو ستون مجزا جای داده می‌شوند. در آغاز آب را به سمت ستون حاوی رزین‌های کاتیونی هدایت می‌کنند. سپس ⁺H رزین‌ها با تعامل تبادل یونی با یون‌های مثبت شکل می‌گیرد. پس از این تعامل آب به سمت ستون رزین‌های آنیونی جریان پیدا می‌کند. سپس^–OH رزین‌ها بار دیگر با انجام عمل تبادل با یون‌های منفی جا به جا می‌شوند. مرحله آخر منتج به ایجاد H₂O به دلیل وجود ⁺H و ^–OH آزاد شده طی پروسه تبادل یونی می‌شود.

در متد دوم یا همان بستر مخلوط (Mixed Bed) رزین‌های کاتیونی و آنیونی به صورت مخلوط و با نسبت معینی در یک ستون جای داده می‌شوند. تعامل تبادل یونی همانند متد دو بستری با اندکی اختلاف و تباین صورت می‌گیرد. تفاوت در این است که در این روش محیط اسیدی ایجاد نمی‌شود. آب دیونیزه از کیفیت بهتر و بالاتری نسبت به متد قبلی برخوردار است. اما باید در نظر گرفت در روش بستر مخلوط رزین‌ها قابل احیا نیستند. معمولا در متد بستر مخلوط نسبت حجمی کاتیونی به آنیونی دو به یک است.

برای انتخاب هر یک از محصولات مربوط به مواد شیمیایی تصفیه آب و فاضلاب این لینک را هم ببینید.

دستگاه اسمز معکوس RO (Reverse Osmosis)

در این روش آب خالص با درصد خلوص بالا تولید می‌شود؛ نقش اساسی در این متد بر عهده فیلتر ممبران است. در این سیستم آب غلیظ با عبور از ممبران و تغییر جهت انتشار آب به سمت رقیق سوق پیدا میکند.

آب غلیظ ( آب آلوده ) از مخرج سیستم به صورت پساب خارج می‌شود. این دستگاه قابلیت کاهش و حذف میکروارگانیسم‌ها و ویروس‌ها و باکتری‌ها را دارد. با افزودن کارتریج امکان حذف سایز یون‌های باقیمانده را بدست می‌آوریم.

تفاوت آب دیونیزه و آب مقطر

آب مقطر از طریق عمل تبخیر و میعان و بیشتر از آب باران و سیلاب تولید می‌شود. در این روش امکان حذف برخی از ناخالصی‌ها مانند جیوه را نداریم. اما آب دیونیزه طبق توضیحات در پاراگراف بالا از طریق فرآیند دیونیزاسیون تولید می‌شود و نسبت به آب مقطر از خلوص بالایی برخوردار است. هر دو نوع آب در طبقه بندی آب های با خلوص بالا جای می‌گیرند.

آب مقطر که طی پروسه تقطیر بدست آمده با چشم پوشی از منبع آب خلوص بسیار بالایی دارد و تقریبا ناخالصی به خصوصی در آن یافت نمی‌شود. اما آب‌دیونیزه به سر چشمه و منبع وابسته است. یعنی اگر آب جریان یافته در سیستم دیونیزاسیون دارای نا خالصی خاصی باشد که در طی پروسه دیونیزاسیون حذف نشده‌اند آب تولیدی  به شکل آب خالص و بهداشتی در نظر گرفته نمی‌شود.

خواص آب دیونیزه

• در صد خلوص بالا
• ضد رسوب و فرسایش: آب DI بهترین گزینه برای تجهیزات فلزی مهم جهت جلوگیری از خوردگی.
• بهترین پاک کننده به دلیل خالص بودن بعد از خشک شدن رسوباتی از خود به جا نمی گذارد.
• رسانایی پایین : رسانایی پایین در جریان الکتریکی به دلیل یون های بسیار کم.
• رقیق کننده خوب
• تولید سریع در مقایسه با سایر انواع آب سریعتر است.

الکترودیونیزاسیون چیست؟

الکترودیونیزاسیون (EDI ) فرآیندی است که در آن از جریان برق استفاده می‌کنند. این پروسه شامل لایه‌های تبادل یونی و رزین‌های تولید آب دیونیزه می‌شود.

آب از بین جریان مثبت و منفی به سمت خروجی هدایت می‌شود. در این حالت بارهای مثبت و منفی به سمت یکدیگر جذب می شوند . در نهایت شاهد فرآیند دیونیزاسیون خواهیم بود. متد دیونیزاسیون خازنی (CDI) نوعی الکترودیونیزاسیون EDI است.