Ứng dụng của trao đổi ion trong xử lý nước
Trao đổi ion là phương pháp hiện đại đã được ứng dụng ngày càng nhiều trong xử lý nước như:
💧Làm mềm nước
💧Khử kiềm nước
💧Khử cation trong nước
💧Khử khoáng nước
💧Loại bỏ nitrat
💧Loại bỏ chọn lọc các chất gây ô nhiễm
Làm mềm nước
Nước tự nhiên chứa các ion canxi và magie tạo thành muối không hòa tan. Khi nước bốc hơi các cation này kết tủa. Nước chứa nhiều các ion canxi và magie với hàm lượng trên 100 mg/l được coi là nước cứng. Nước cứng tạo thành cặn trong đường ống nước, trong nồi hơi, và có thể tạo thành cặn trong bia và nước giải khát.
»http://saovietlocnuoc.com/nuoc-cung-la-gi/
Nhựa trao đổi cation có tính axit mạnh ở hình thức natri (còn được gọi là hạt cation làm mềm nước – http://saovietlocnuoc.com/hat-cation-lam-mem-nuoc/) được sử dụng để loại bỏ các ion gây ra độ cứng này ra khỏi nước. Sau một quá trình làm mềm, hạt nhựa cation này được hoàn nguyên với natri clorua (muối tinh khiết) để tái tạo lại ion natri giúp cho quá trình làm mềm tiếp tục.
Phản ứng diễn ra như sau:
2R-Na + Ca ⇔ R2 – Ca + 2 Na
R: Nhựa cation ở hình thức Natri
Phản ứng trên ở trạng thái cân bằng.Nó có thể được đảo ngược bằng cách tăng nồng độ natri ở phía bên phải. Điều này được thực hiện bằng quá trình hoàn nguyên nhựa trao đổi ion bằng muối tinh khiết. Phản ứng tái sinh diễn ra như sau:
R2 – Ca + 2 Na ⇔ 2R-Na + Ca
Phản ứng diễn ra tương tự đối với Mg.
Đối với nước
Độ mặn của nước không thay đổi, chỉ có độ cứng đã được thay thế bằng natri. Độ cứng còn bao nhiêu tùy thuộc vào mô hình xử lý và điều kiện tái sinh.
»http://saovietlocnuoc.com/do-cung-cua-nuoc-la-gi/
Làm mềm nước được sử dụng trong các hệ thống:
+ Xử lý nước cấp cho nồi hơi: http://saovietlocnuoc.com/xu-ly-nuoc-cap-noi-hoi/
+ Xử lý nước cho nhà máy bia và nhà máy nước giải khát
+ Xử lý nước sinh hoạt ăn uống
+ Xử lý nước uống đóng bình, đóng chai
+ Xử lý nước cấp cho giặt là…
Khử kiềm nước
Quy trình khử kiềm nước sử dụng nhựa cation có tính axit yếu. Loại nhựa này có khả năng loại bỏ độ cứng khỏi nước khi nó cũng chứa kiềm. Sau khi xử lý, nước có chứa cacbon dioxide, có thể được loại bỏ bằng tháp khử khí. Nhựa cation được tái sinh hiệu quả với axit
Khử kiềm nước được sử dụng trong nhà máy sản xuất bia, xử lý nước nồi hơi áp suất thấp, như bước đầu tư trước khi trao đổi cation axit mạnh trong các ứng dụng khử khoáng nước.
»http://saovietlocnuoc.com/khu-kiem-nuoc/
Khử cation trong nước
Việc loại bỏ tất cả các cation hiếm khi được thực hiện, ngoại trừ giai đoạn đầu tiên của quá trình khử khoáng nước. Quá trình này sử dụng nhựa trao đổi cation axit mạnh ở dạng H+
Phản ứng đại diện với natri (tất cả các cation đều phản ứng theo cách như vậy)
RH + Na ⇔ R-Na + H+
Phản ứng cân bằng được đảo ngược để tái tạo bằng cách tăng nồng độ hydro ở phía bên phải. Điều này được thực hiện với một axit mạnh
Trong bước thứ 2 một bộ khử khí được sử dụng để loại bỏ cacbon dioxit được hình thành bằng cách kết hợp các anion bicacbonat và cation hydro được giải phóng. Độ mặn của nước bị giảm và nước có tính axit
Khử khoáng nước
Đối với rất nhiều ngành sản xuất đặc thù, tất cả các ion trong nước phải được loại bỏ. Đặc biệt khi nước được đun nóng để tạo ra hơi nước, bất kỳ tạp chất nào cũng có thể kết tủa và gây hư hại. Vì trong nước luôn tồn tại các cation và anion nên chúng ta phải sử dụng 2 loại nhựa khác nhau: một bộ trao đổi cation và một bộ trao đổi anion. Quá trình loại bỏ tất cả các ion trong nước được gọi là khử khoáng nước hay khử ion trong nước. Nhựa cation được sử dụng ở dạng hydro , nhựa anion ở dạng hydroxyl sao cho nhựa cation phải được tái tạo với axit và nhựa anion với kiềm.
»http://saovietlocnuoc.com/hat-nhua-trao-doi-cation/
»http://saovietlocnuoc.com/hat-nhua-trao-doi-anion/
Bước khử khí được sử dụng để loại bỏ cacbon dioxide được tạo ra sau khi trao đổi cation khi nước có nồng độ bicacbonat đáng kể.
Nhựa cation thường được đặt trước nhựa anion.
Tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng nước, quá trình khử khoáng có thể diễn ra toàn phần hoặc một phần. Nước khử khoáng hoàn toàn không chứa ion ngoại trừ một vài dấu vết còn sót lại của natri và silica.
Với hệ thống khử khoáng đơn giản được tái sinh trong dòng chảy ngược, nước đã xử lý có độ dẫn chỉ khoảng 1µS/cm và silica còn lại khoảng 5 – 50 µg/l tùy thuộc vào nồng độ silica trong nước cấp và trong điều kiện tái sinh.
Khử khoáng nước được sử dụng trong:
+ Nước cấp cho nồi hơi áp suất cao trong các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch (than) và hạt nhân và các ngành công nghiệp khác
+ Xử lý nước cho nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, dệt may và giấy.
+ Nước cho sản xuất pin
+ Nước cho phòng thí nghiệm
+ Nước dùng trong sản xuất chip máy tính, chất bán dẫn và các thiết bị điện tử khác.
Loại bỏ nitrat
Nitrat có thể được loại bỏ có chọn lọc từ nước uống bằng cách sử dụng nhựa anion bazo mạnh trong chu trình clorua. Quá trình loại bỏ nitrat được sử dụng chủ yếu trong xử lý nước sinh hoạt ăn uống.
»http://saovietlocnuoc.com/nuoc-nhiem-nitrat-nguyen-nhan-va-cach-xu-ly-nuoc-nhiem-nitrat/
