CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT – THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ SAO VIỆT
Văn phòng giao dịch: Số 2 Ngõ 97 Nguyễn Ngọc Nại - Thanh Xuân - Hà Nội
Email: saovietxulynuoc@gmail.com
Điện thoại: 0989.41.7777 - 0985.22.33.88

Các phương pháp khử kiềm nước

Độ kiềm là một chỉ tiêu quan trọng trong công nghệ xử lý nước. Độ kiềm toàn phần của nước là tổng hàm lượng các ion hydrocacbonat (HCO3), cacbonat (CO32-), hydroxyl (OH) và ion muối của các axit yếu khác ( phot phat, silicat, và các axit muối hữu cơ).

Độ kiềm của nước thiên nhiên có độ PH <8,4 chính là lượng ion hydrocacbonat HCO3 đôi khi cả hợp chất của các axit hữu cơ. Độ kiềm của nước khi làm mềm bằng hạt trao đổi ion được xác định bằng lượng ion HCO3, đôi khi cả hợp chất của axit hữu cơ nếu nó tồn tại trong nước nguồn

Tại sao phải khử kiềm nước

Độ kiềm trong nước tồn tại ở bốn hình thức: khí cacbonic hòa tan, bicarbonate (HCO3), cacbonat (CO3) và hydroxyl (OH). Phần lớn kiềm trong các nguồn nước tự nhiên ở khoảng PH 4,3 -8,3  là kiềm bicarbonat kết hợp với CO2, ion cacbonat bắt đầu xuất hiện ở PH>8,3 và hydroxit ở PH>10. Sự hiện diện của độ kiềm trong nước công nghiệp là chất gây ô nhiễm quan trọng phải được loại bỏ và kiểm soát để ngăn chặn cặn bám và sự ăn mòn  hệ thống thiết bị nhằm giảm thiểu chi phí vận hành và tăng cường hiệu quả hoạt động.

Độ kiềm có mối quan hệ chặt chẽ với độ PH, nó là chỉ tiêu cần được đặc biệt quan tâm đối với sản xuất thực phẩm, sản xuất bia rượu nước giải khát và dệt nhuộm. Trong quá trình vận hành nồi hơi, kiềm là chỉ tiêu rất được quan tâm. Ion bicacbonate và cacbonat có thể bị phá vỡ trong quá trình tạo hơi nước tạo ra hydroxit và cacbonic.Khí cacbonic sẽ bay theo cùng với hơi. Khi hơi nước được làm mát, lượng cacbonic hòa tan trở lại và hòa tan trong hơi nước ngưng tụ trong các hình thức của axit cacbonic (H2CO3) . Điều này sẽ gây ăn mòn các đường ống nước ngưng của hệ thống, gây ra các sản phẩm ăn mòn quay trở lại nồi hơi, gây tắc nghẽn. Có thể sử dụng các hợp chất amin để trung hòa axit cacbonic nhưng làm tăng chi phí.

Tùy thuộc vào thành phần hóa học của nước cấp, áp suất vận hành nồi hơi và tỷ lệ hơi nước ngưng tụ, độ kiềm là yếu tố hạn chế khiến cho các nồi hơi được vận hành ở chu kỳ ngắn, gây lãng phí nước và hóa chất xử lý do yêu cầu xả đáy cao. Vì vậy cần thiết phải tiến hành khử kiềm nước cấp cho nồi hơi

Trong xử lý nước dùng nồi hơi đòi hỏi nước phải được loại bỏ độ cứng và thường có giảm độ kiềm nhưng không loại bỏ chất rắn khác nên tiến hành khử kiềm nước là biện pháp hiệu quả hơn so với khử khoáng nước.

các phương pháp khử kiềm nước

Khử kiềm nước bằng các phương pháp nào

Một số phương pháp khử kiềm phổ biến nhất là: Khử kiềm bằng hạt cation tái sinh bằng hình thức Na+ và H+, khử kiềm bằng anion mạnh và khử kiềm bằng hạt cation yếu

Cột cation bố trí song song

Ở đây người ta sử dụng tách dòng nước cấp, một phần nước thô chảy qua bình làm mềm có chứa hạt cation làm mềm nước được bổ sung ion trao đổi Na+, phần nước còn lại chảy qua bình có chứa hạt cation bổ sung ion H+.

Nước lọc của bình cation H+ có chứa các axit tự do với nồng độ bằng nồng độ của các axit mạnh có trong nước nguồn, còn nước lọc qua bình cation Na+ chứa natri hydrocacbonat với nồng độ tương đương độ kiềm của nước nguồn.

Nước lọc sau 2 bình này được hợp lại với nhau thành 1 dòng duy nhất. Khi trộn lẫn 2 loại nước này theo tỷ lệ thể tích tính toán, độ axit sẽ trung hòa với độ kiềm, nước hỗn hợp sẽ có độ cứng bé và độ kiềm gần bằng không theo quá trình: Axit khoáng tự do trong nước thải nhựa cation hình thức hidro chuyển đổi natri cacbonat và kiềm bicacbonat trong nước thải nhựa cation hình thức natri thành axit cacbonic. Axit cacbonic không ổn định trong nước, nó tạo thành khí cacbondioxit và nước. Nước thải pha trộn được đưa đến cột khử khí nơi khí cacbonic bị loại bỏ bởi dòng ngược dòng không khí.

Mức độ kiềm của nước pha trộn có thể được duy trì thông qua kiểm soát tỷ lệ nhựa cation hình thức natri và nhựa cation hình thức hidro trong hỗn hợp. Tỷ lệ nhựa cation hình thức natri cao hơn dẫn đến độ kiềm cao hơn và 1% tăng của nhựa cation hình thức hidro sẽ làm giảm độ kiềm.

Ngoài việc làm giảm độ kiềm, một chất tan chảy phân tách làm giảm tổng chất rắn hòa tan trong nước. Điều này rất quan trọng với nước có độ kiềm cao bởi vì dộ dẫn điện của nước có độ kiềm cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình và có thể giới hạn chu trình của nồi hơi

Cột cation nối tiếp

Cột cation H+ nối tiếp với cột cation Na+. Khi nước qua cột cation hình thức hydro toàn bộ muối hòa tan trong nước biến thành các axit tương ứng, axit cacbonic yếu nên phân hủy thành cacbonic và nước. Nước sau khi qua cột lọc này sẽ là dung dịch của axit sunfuric và axit clohydric.

Nước sau đó được lọc qua cột cation hình thức natri, các axit này tạo thành các muối natri tương ứng.

Nước sau lọc có độ cứng và độ kiềm bé

Cột anion mạnh hình thức clorua

Nhựa anion mạnh trong hình thức clorua có thể được sử dụng để làm giảm độ kiềm của nước. Nước chảy qua cột làm mềm sau đó chảy qua cột anion có ion trao đổi là clorua, các ion Cl được cấy lên bề mặt hạt anion sẽ thay thế cacbonat, bicarbonate, sunfat và các ion nitrat.

Anion hình thức clorua làm giảm độ kiềm khoảng 90% nhưng không làm giảm tổng chất rắn. Nhựa anion được tái sinh với muối natri clorua, thông thường một lượng nhỏ xút được thêm vào nước muối tái sinh để tăng cường loại bỏ độ kiềm

Cation yếu

Nhựa cation yếu cũng được sử dụng để khử kiềm. Nhựa cation yếu hoạt động tương tự như nhựa cation mạnh  nhưng việc trao đổi cation chỉ có liên quan đến độ kiềm. Trong trường hợp này nhựa cation yếu được tái sinh với axit.

Axit cacbonic được tạo ra sẽ bị loại bỏ bởi bộ khử cacbon hoặc bộ khử khí như trong hệ thống phân chia dòng.

Lý tưởng nhất khi sử dụng nhựa cation yếu là nước có độ cứng tương đương với độ kiềm. Với nguồn nước có độ cứng cao hơn độ kiềm, độ cứng vẫn còn sau khi xử lý. Do đó thông thường nước phải được làm mềm khử độ cứng bằng nhựa cation axit mạnh hình thức natri. Trong phần đầu của quá trình khử kiềm nước bằng nhựa cation yếu một số cation liên quan trao đổi cation khoáng tạo ra một lượng nhỏ axit khoáng trong nước thải. Khi chu kỳ dịch vụ tiếp diễn, độ kiềm xuất hiện trong nước thải. Khi độ kiềm trong nước thải vượt quá 10% độ kiềm có ảnh hưởng, thiết bị được tái sinh bằng dung dịch axit sunfuric 0,5%. Nồng độ của axit tái sinh nên được giữ dưới 0,5 – 0,7 % để ngăn chặn sự tồn tại của cacilum sulfate trong nhựa. Phương pháp khử kiềm nước bằng nhựa cation axit yếu là rất hiệu quả. Do đó lượng axit cần thiết hầu như bằng nhau với lượng cation được loại bỏ trong chu kỳ lọc.

Thiết bị sử dụng cho phương pháp khử kiềm nước bằng nhựa cation axit yếu tương tự như được sử dụng cho nhựa cation axit mạnh.

 

 

scroll top