Trong công nghệ khử khoáng hiện nay, có 2 phương pháp chính: khử khoáng truyền thống bằng hạt nhựa trao đổi ion truyền thống và khử khoáng bằng thiết bị điện tử EDI. Tuy nhiên, với chi phí, giá thành rẻ và vẫn đảm bảo hiệu quả xử lý nước nên việc sử dụng hạt nhựa trao đổi ion vẫn được sử dụng phổ biến.
Hạt nhựa trao đổi ion sử dụng trong hệ thống lọc nước siêu tinh khiết
♦ Hạt nhựa trao đổi ion là vật liệu lọc nước thường thấy trong các hệ thống xử lý nước công nghiệp như: nhựa Cation, Anion, Mixbed. Vậy hạt nhựa trao đổi ion là gì? Nhựa trao đổi ion có tác dụng như thế nào trong xử lý nước? Cùng Long Phú tìm hiểu về nhựa trao đổi ion qua bài viết này.
Hạt nhựa trao đổi ion là gì?
– Hạt nhựa trao đổi ion (hạt resin) còn có tên gọi khác là nhựa khử khoáng (khử ion nước) hay hạt làm mềm nước. Nhựa trao đổi ion là loại hạt không hòa tan trong nước và có chứa các gốc ion có thể trao đổi với các ion khác trong dung dịch. Phản ứng trao đổi ion này không làm thay đổi tính chất vật lý của vật liệu trao đổi ion.
– Hạt nhựa trao đổi ion trong hệ thống lọc nước được chứa trong các cột vật liệu (cột composite hoặc cột inox). Các hạt nhựa này sẽ trao đổi những gốc ion của nó với các ion khác có trong dung dịch chảy qua cột dựa trên nguyên lý phản ứng hóa học trao đổi ion (quá trình khử khoáng). Qua đó, sẽ làm giảm độ dẫn điện của nước, làm cho nước có độ tinh khiết cao hơn. Hạt nhựa trao đổi ion tổng hợp thường được làm từ nhựa polystyrene với nhóm sulphonate có khả năng trao đổi ion dương và nhóm amine trao đổi ion âm.
– Hạt nhựa trao đổi ion dùng trong xử lý nước thông thường là nhựa styrene có dạng gel, màu vàng trong suốt; nhựa macroprous không trong suốt (hoặc hơi trong); nhựa macroprous cation styrene có màu vàng nhạt hoặc nâu xám nhạt, hạt nhựa macroprous anion styrene có màu trắng; nhựa acrylic màu trắng hoặc trắng sữa.
Tham khảo nhựa trao đổi ion làm mềm nước nhập khẩu Ấn Độ tại đây:
https://locnuocro.com.vn/san-pham/hat-nhua-trao-doi-ion-an-do-diamond-lp-08-hat-nhua-lam-mem-nuoc/
Các loại hạt nhựa trao đổi ion sử dụng trong hệ thống xử lý nước
Hạt nhựa trao đổi Cation axit mạnh
♦ Nhựa trao đổi ion Cation axit mạnh chứa các nhóm axit mạnh như axit sunlfonic, nhóm SO3H, dễ dàng phân tách H+ trong dung dịch. Sau khi phân ly trong nước, nhựa chứa các nhóm tích điện âm như SO3-, có thể hấp thụ các cation khác. Phản ứng phân ly nhựa cation axit mạnh diễn ra rất mạnh, có thể sản xuất phân ly và trao đổi ion trong dung dịch axit hoặc kiềm. Nhựa trao đổi cation axit mạnh được tái sinh bằng cách sử dụng chất hóa học là axít để phản ứng trao đổi ion theo hướng ngược lại, hoàn nguyên chức năng cho hạt nhựa.
Hạt nhựa trao đổi cation axit yếu
♦ Nhựa Cation axit yếu chứa các nhóm axit yếu như Carbocyl- COOH, có thể phân ly H+ và nước có tính axit. Nhựa trao đổi cation có tính axit yếu được phân ly, còn lại nhóm tích điện âm như R-COO-, kết hợp với một giải pháp có khả năng hấp thụ các cation khác, dẫn đến trao đổi cation. Do nhựa phân ly axit đó là yếu nên rất khó để phân tách và trao đổi ion ở pH thấp chỉ pH 5~14, hoạt động trong môi trường kiềm, dung dịch trung tính hoặc hơi chua. Nhựa cation axit yếu cũng được hoàn nguyên bằng axit (dễ hoàn nguyên hơn nhựa cation axit mạnh)
Hạt nhựa trao đổi anion bazo mạnh
♦ Nhựa anion bazo mạnh chứa các nhóm kiềm mạnh như amin bậc 4 –NR3OH để phân ly OH- trong nước. Hạt anion bazo mạnh có thể hấp thụ các nhóm tích điện dương kết hợp với anion trong dung dịch, dẫn đến hiệu ứng trao đổi anion. Nhựa trao đổi anion có tính kiềm mạnh phân ly nhựa này mạnh mẽ, có thể làm việc trong những môi trường pH khác nhau. Nhựa anion bazo mạnh được tái sinh bằng dung dịch kiềm mạnh.
Hạt nhựa trao đổi anion bazo yếu
♦ Nhựa anion bazo yếu chứa các nhóm kiềm yếu như amin bậc 1 –NH2, nhóm amin thứ cấp NHR, hoặc một nhóm amin bậc 3 –NR2, có thể phân ly trong nước và OH- kiềm yếu. Hạt Anion bazo yếu có thể hấp thụ các nhóm điện tích dương trong dung dịch, dẫn đến hiệu ứng trao đổi anion. Nhựa trao đổi anion bazo yếu chỉ có thể làm việc trong môi trường pH trung tính hoặc axit. Nhựa trao đổi anion có tính kiềm yếu có thể sử dụng Na2CO3, NH4OH để tái sinh.
Hạt nhựa trao đổi ion hỗn hợp Mixbed
♦ Nhựa Mixbed là resin hỗn hợp có khả năng hấp thụ, loại bỏ cả 2 loại ion cation và anion trong nước. Khả năng hấp thụ của Mixbed tốt hơn rất nhiều so với nhựa trao đổi ion riêng lẻ. Nước sau khi khử khoáng bằng nhựa Mixbed đạt độ tinh khiết rất cao (nước siêu tinh khiết, điện trở suất của nước thành phẩm có thể đạt > 18MΩ.cm). Nhựa trao đổi ion Mixbed không có khả năng tái sinh, được thay thế mới khi mất tác dụng (trạng thái “no”). Nhựa mixbed được sử dụng trong hệ thống lọc nước DI Mixbed siêu tinh khiết.
Nguyên lý hoạt động của hạt nhựa trao đổi ion
– Hạt nhựa trao đổi ion có tác dụng làm mềm nước nước cứng. Nhựa Cation làm mềm nước là hạt resin Cation gốc Na+, tạo ra phản ứng trao đổi thay thế các ion gây hiện tượng nước cứng Ca2+ và Mg2+. Khi nước đi qua cột chứa nhựa Cation làm mềm, Ca2+ và Mg2+ bị loại bỏ giúp nước mềm hơn sau khi ra khỏi cột. Nhựa Cation làm mềm nước được hoàn nguyên bằng dung dịch muối ăn NaCl bão hòa.
– Đối với công nghệ khử khoáng (DI), nước đi qua cột trao đổi ion nhựa chứa H+ (sẽ loại bỏ được cation) và sau đó qua cột có nhựa chứa ion OH- (loại bỏ các anion). Hoặc đi qua cột chứa nhựa trao đổi hỗn hợp Mixbed (các tác dụng loại bỏ cả cation và anion). Ion H+ và OH- sau đó sẽ kết hợp với nhau tạo thành nước (H2O). Nước sau khi khử khoáng là nước siêu tinh khiết. Các hạt khử khoáng cation và anion được hoàn nguyên bằng Axit và xút. Đối với hạt trao đổi ion hỗn hợp Mixbed không thể hoàn nguyên, được thay mới hoàn toàn khi đạt trạng thái “no”.
Ưu nhược điểm của hạt nhựa trao đổi ion trong xử lý nước
– Ưu điểm: thời gian sử dụng lâu dài, tái sinh được nhiều lần với chi phí thấp, năng lượng tiêu tốn nhỏ, thân thiện với môi trường vì nó chỉ hấp thu các chất sẵn có trong nước. Đem lại nguồn nước siêu tinh khiết.
– Nhược điểm: Phải sử dụng hóa chất axit và xút để tái sinh. Hạt nhựa trao đổi ion không thể xử lý được các hợp chất hữu cơ hay ion Fe3+, chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả năng trao đổi ion của nhựa (cần thay thế mới hoàn toàn khi nhựa mất dần tác dụng, không còn đảm bảo chất lượng nước đầu ra).
Liên hệ nhận tư vấn, báo giá nhựa trao đổi ion trong xử lý nước
♦ Công ty cổ phần Long Phú luôn đề cao chất lượng sản phẩm, hiệu quả lọc của hệ thống và luôn đặt lợi ích khách hàng lên hàng đầu. Quý khách hàng cần mua, tư vấn, báo giá nhựa trao đổi ion làm mềm nước, hạt nhựa sử dụng trong hệ thống khử khoáng DI, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số hotline để được hỗ trợ, báo giá sản phẩm một cách nhanh chóng nhất. Xin cảm ơn!