สารกรองน้ำชนิดเรซิ่น (Ion‑exchange resin)

สารกรองน้ำเรซิ่น (Ion‑exchange resin)
เป็นเม็ดเรซิ่นโพลิเมอร์ที่มีกรุปส์ทำปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนไอออนกับน้ำ โดยนิยมใช้ในการลดความกระด้าง (water softening) กำจัดโลหะหนัก และปรับสภาพน้ำให้บริสุทธิ์ก่อนการใช้งานระดับอุตสาหกรรมและภายในบ้าน สารกรองประเภทนี้มีจุดเด่นคือสามารถรีเจนเนอเรต (regeneration) เพื่อกลับมาใช้ซ้ำได้หลายครั้ง ช่วยลดต้นทุนระยะยาวและมีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดไอออนที่ไม่พึงประสงค์ 

ประเภทของเรซิ่น

1. เรซิ่นแลกเปลี่ยนแคทไอออน (Cation‑exchange resin)

• ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนไอออนบวก เช่น Ca²⁺, Mg²⁺ ในน้ำกระด้างเป็น Na⁺ 

• แบ่งเป็น SAC (Strong Acid Cation) ใช้กรุปซัลโฟเนต (–SO₃⁻) และ WAC (Weak Acid Cation) ใช้กรุปคาร์บอกซิลิก (–COO⁻)

2. เรซิ่นแลกเปลี่ยนแอนไอออน (Anion‑exchange resin)

• แลกเปลี่ยนไอออนลบ เช่น Cl⁻, SO₄²⁻ เป็น OH⁻ หรืออื่นๆ 

• แบ่งเป็น SBA (Strong Base Anion) และ WBA (Weak Base Anion) ตามกรุปส์บนเม็ดเรซิ่น

3. เรซิ่นผสม (Mixed‑bed resin)

• ผสมระหว่างแคทไอออนและแอนไอออนในถังเดียวเพื่อผลิตน้ำคุณภาพสูง (demineralized water) 

กลไกการแลกเปลี่ยนไอออน

เมื่อน้ำไหลผ่านเม็ดเรซิ่น แคทไอออนที่มีบนเรซิ่นจะแลกเปลี่ยนกับไอออนที่ละลายในน้ำ (เช่น Ca²⁺, Mg²⁺) โดยถูกดูดจับไว้บนเรซิ่น และปล่อย Na⁺ หรือ OH⁻ แทน จนกว่าจะอิ่มตัว (exhausted)

การใช้งานหลัก

1. ลดความกระด้างของน้ำ (Water Softening)

• แทนที่ Ca²⁺ และ Mg²⁺ ด้วย Na⁺ ลดคราบหินปูนและปัญหาการตกตะกอนในท่อ

2. การกรองสารพิษและโลหะหนัก (Heavy Metal Removal)

• กำจัด Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺ โดยแลกเปลี่ยนกับไอออนที่ปลอดภัยกว่า เช่น Na⁺ หรือ K⁺ 

3. การผลิตน้ำบริสุทธิ์ (Demineralization)

• ผสมเรซิ่นแบบ mixed‑bed สำหรับน้ำที่ต้องการคุณภาพสูงในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์หรือห้องปฏิบัติการ 

การรีเจนเนอเรต (Regeneration)

เมื่อเรซิ่นอิ่มตัว จะต้องนำไปรีเจนเนอเรตด้วยสารละลายเข้มข้น เช่น NaCl 10% สำหรับแคทไอออน และ NaOH หรือ HCl สำหรับแอนไอออน เพื่อคืนสถานะไอออน Na⁺ หรือ OH⁻ บนเรซิ่น ก่อนนำกลับมาใช้งานอีกครั้ง 

การเลือกและดูแลรักษา

• ขนาดเม็ดเรซิ่น: เลือกขนาดให้เหมาะสมกับอัตราการไหลของน้ำ เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดระยะเวลาการรีเจนเนอเรต: ควรตรวจสอบค่าความกระด้างของน้ำเข้า–ออกและรีเจนทุก 4–6 สัปดาห์หรือเมื่อประสิทธิภาพลดลง 

• การล้างย้อน (Backwash): ทำเพื่อกำจัดตะกอนและสารแขวนลอย ช่วยยืดอายุการใช้งานของเรซิ่น 

ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อดี

• เลือกใช้ได้เฉพาะไอออนที่ต้องการ (selectivity) 

• รีเจนเนอเรตใช้ซ้ำได้ ลดต้นทุนระยะยาว 

• ประสิทธิภาพสูงในการกำจัดไอออนที่เจาะจง 

ข้อจำกัด

• ต้องใช้สารเคมีสำหรับรีเจนเนอเรตและจัดการน้ำทิ้งจากกระบวนการรีเจน

• ประสิทธิภาพลดลงหากน้ำมีตะกอนหรือสารอินทรีย์สูง ต้องมีการกรองล่วงหน้า 

• ไม่เหมาะสำหรับการกำจัดจุลินทรีย์หรือคลอรีนโดยตรง (ต้องใช้ผสมคาร์บอนหรือเทคโนโลยีอื่นร่วม)

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบระบบ บำรุงรักษา หรือผลิตภัณฑ์แนะนำ สามารถสอบถามได้เพิ่มเติมครับ