Hạt Cation thường

Hạt trao đổi ion làm mềm nước

– Trong số các chất hòa tan trong nước, độ cứng thường thấy nhất. Độ cứng thường được nhắc đến với sự tồn tại của các ion canxi và magie hòa tan trong nước. Để làm mềm nước, sử dụng hạt nhựa trao đổi cation mà các ion di động được gắn lên bề mặt hạt là ion Na+. Nước cứng sẽ chảy qua cột chứa đầy các hạt nhựa cation hình thức natri. Các ion cứng Ca2+, Mg 2+di chuyển vào các hạt nhựa và mỗi cation hóa trị II được thay thế bằng hai ion natri ra khỏi nhựa.

– Các anion từ nước không thể trao đổi vào hạt vi nó sẽ bị đẩy lùi bởi các anion sulfonat cố định trong các hạt.

– Khi nhựa đã loại bỏ rất nhiều độ cứng từ nước cấp mà không còn ion natri còn lại trên nhựa để thay thế, lúc này cần tiến hành tái sinh các lớp hạt nhựa bằng dung dịch muối.

– Rất nhiều người sai lầm ở chỗ tái sinh hạt nhựa bằng dung dịch muối ăn thông thường,  nhưng muối ăn thông thường có rất nhiều tạp chất, sử dụng nó để tái sinh vô hình chung chúng ta lại bổ sung chất gây ô nhiễm vào hạt cuối cùng là vào nước cần làm mềm, đồng thời các tạp chất này sẽ nhanh chóng làm lớp bề mặt hạt nhựa bị xước, dẫn đến làm giảm tuổi thọ của hạt.

– Muối tái sinh ở đây phải là muối tinh khiết hoàn toàn với hàm lượng NaCl đạt 99,5%, hàm lượng các ion khác đều ở mức bằng 0 hoặc gần bằng 0.

Hạt trao đổi ion khử khoáng nước

– Khử khoáng nước được thực hiện bằng cách sử dụng hai loại nhựa. Đầu tiên nước đi qua cột chứa nhựa trao đổi cation trong hình thức hydro. Quá trình trao đổi cation diễn ra, các cation trong nước thay thế cho ion hydro được gắn lỏng lẻo từ trước trên bề mặt hạt nhựa. Nước thải của quá trình này là hỗn hợp của các axit yếu. Nước sau đó đi qua cột thứ 2 có chứa hạt nhựa trao đổi anion dưới hình thức hydroxit. Các anion có trong nước thay thế cho ion hydroxit gắn trên bề mặt hạt, các ion hydro và ion hydroxit được thay ra bởi các cation và anion trong nước sẽ kết hợp với nhau tạo thành nước.

– Trong hệ thống khử khoáng nước bằng hạt nhựa trao đổi ion, sau khi nước chảy qua cột cation được bố trí qua một tháp khử khí nhằm loại bỏ hầu hết các axit cacbonic từ khí cacbon dioxit và bicacbonat trong nước, làm giảm tải cho cột anion. Nếu không khử khí các axit cacbonic sẽ cùng nước chảy đến cột anion, tạo ra các muối cacbonat.

– Nếu cần thiết phải khử khoáng hoàn toàn, bố trí thêm cột cation ở sau cùng hoặc cột chứa hạt nhựa trao đổi ion hỗn hợp ( gồm cả hạt cation và hạt anion) thường dùng là hạt mixbed. Nhựa trao đổi ion hỗn hợp là loại nhựa dùng để khử khoáng rất hiệu quả. Thường với những ngành sản xuất như vi điện tử, bán dẫn, dược phẩm … yêu cầu chất lượng nước cực kỳ cao thì loại  nhựa này chỉ được dùng một lần nhưng trong những đơn vị nhựa hỗn hợp lớn hơn có thể được tái sinh.

– Sau khi các ion để trao đổi đã cạn kiện tại các hạt nhựa, anion có xu hướng nổi lên trên lớp nhựa cation, chia thành 2 lớp nhựa. Tái sinh tại chỗ với dung dịch thích hợp sau đó rửa sạch bằng nước sạch. Các đường ống bên trong cột lọc được sắp xếp sao cho việc tái sinh và rửa nhựa cùng thời điểm tách hai loại nhựa và dòng chảy lên hoặc xuống theo yêu cầu. Sử dụng một upflow khí nén pha trộn nhựa lên một lần nữa.

Một điều rất quan trọng khi sử dụng nhựa trao đổi ion trong xử lý nước là chất lượng nước cấp có ảnh hưởng đến quá trình dùng hạt nhựa trao đổi ion nên cần phải xử lý nước thô trước khi đưa vào các cột trao đổi ion