Quá trình trao đổi ion trong xử lý nước

Nước chứa hàm lượng kim loại nhất định nên thường gây ra một số vấn đề. Một trong số đó tích tụ cặn vôi dẫn đến các thiết bị bám cặn, mài mòn đường ống dẫn nước. Do đó, phương pháp làm mềm nước thường hướng đến mục đích thay đổi ion Ca2+, Mg2+ thành ion natri hoặc kali.

Một số chất làm mềm được dùng rộng rãi trong hệ thống xử lý nước có quy mô nhỏ như hộ gia đình, cơ sở sản xuất. Nhựa trao đổi ion đóng vai trò quan trọng trong các quá trình phản ứng hóa học. Nhiều hệ thống nhận thấy trao đổi ion mang đến tín hiệu khả quan hơn để sản xuất nguồn nước chất lượng.

Công ty xử lý nước Hợp Nhất sẽ chia sẻ tới bạn đọc chi tiết về các quá trình này!

Loại bỏ cacbonat trong nước

Nhựa trao đổi ion chủ yếu chứa nhóm polyme hữu cơ với sự liên kết các nhóm chức anion và cation. Quá trình không làm thay đổi giá trị pH, độ kiềm. Tuy nhiên, điều này dẫn đến việc thay đổi độ ổn định của nước vì loại bỏ canxi, magie làm tăng hàm lượng chất rắn hòa tan.

Khi ion Na+ thay thế canxi, magie thì nó phải được làm sạch bằng dung dịch natri clorua. Nguồn nước rửa này chứa chủ yếu các muối nên thường xả vào hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt chung.

Các đơn vị trao đổi ion

Đóng vai trò như bộ lọc áp suất để bảo vệ thiết bị không bị muối ăn mòn. Tùy theo độ cứng, khối lượng nước mà sử dụng thiết bị xử lý với dòng chảy, kích thước và khối lượng phù hợp. Trong quá trình tái sinh sẽ loại bỏ phần nước muối rửa ngược trong suốt quá trình xử lý.

Chu kỳ làm mềm nước

Khi độ cứng > 5 mg/l thì chu trình làm mềm nước sẽ kết thúc. Đồng hồ thời gian sẽ báo hiệu khi có dòng nước đi qua thiết bị. Điều này được thực hiện nhằm đảm bảo chất lượng nguồn nước đầu ra loại bỏ nhiều tạp chất không mong muốn.

Chu kỳ rửa ngược

Khi quan sát thấy độ cứng đạt được yêu cầu thì cần tái sinh chất làm mềm. Trước tiên, nhựa trao đổi phải được rửa ngược để loại bỏ vật liệu ra khỏi nước. Chu kỳ rửa loại bỏ muối thường diễn ra trong thời gian ngắn với lưu lượng xả thải tương đối lớn.

Nhựa làm mềm tổng hợp có tuổi thọ 5 năm nhưng trong một số điều kiện, chúng có thể phân hủy sớm. Quá trình oxy hóa khiến tốc độ phân hủy nhanh. Với trường hợp dùng clo để oxy hóa sắt thì phải khử hết clo dư trong nước trước khi tiến hành quá trình trao đổi.

Sắt tồn tại trong nước dễ bị oxy hóa trong quá trình làm mềm. Chúng thường kết tủa dưới dạng oxit sắt. Chỉ khi nó được hình thành trước thiết bị trao đổi nhựa thì mới có thể bị loại bỏ trong quá trình rửa ngược. Nhựa thường chứa nhiều chất hữu cơ, chất nhờn, độ đục nên giải pháp tốt nhất cần loại bỏ cặn lơ lửng bằng cách lọc trước quá trình làm mềm nước.

Sự tái tạo

Phần nước muối được dẫn đến bồn chứa. Sau đó, nó phải pha loãng thành dung dịch chứa 10% muối trước khi đi qua nhựa trao đổi ion. Thời gian cần thiết để tái tạo diễn ra từ 20 – 35 phút.

Điều quan trọng phải duy trì nước muối tiếp xúc với nhựa để cho phép quá trình trao đổi hoàn toàn độ cứng với các ion natri. Khi nhựa không được làm sạch hoàn toàn thì giai đoạn làm mềm tiếp theo sẽ không đảm bảo điều kiện xử lý.

Như vậy, so với phương pháp làm mềm nước bằng vôi thì trao đổi ion có ưu điểm nhất định như nhỏ gọn, chi phí vốn thấp. Hóa chất sử dụng an toàn cho người vận hành với thao tác dễ dàng hơn. Các thiết bị làm mềm hoạt động theo hướng tự động đảm bảo cung cấp nước mềm liên tục, thích hợp để ứng dụng trong xử lý nước cấp lò hơi.