Cách tái sinh nhựa anion
Tái sinh nhựa anion là quá trình nạp lại đầy đủ nhóm ion anion hoạt tính đã cạn kiệt của hạt nhựa anion và loại bỏ các anion thu được trong chu kỳ lọc cho phép nhựa trao đổi ion có thể tiếp tục được sử dụng một chu kỳ lọc mới.
Quy trình tái sinh nhựa trao đổi ion anion
Tái sinh nhựa anion bao gồm nhiều quá trình: Rửa ngược, ngâm hóa chất tái sinh, rửa chậm và rửa nhanh
Bước 1: Rửa ngược
Bước đầu tiên trong quá trình tái sinh là rửa ngược hệ thống bằng cách cho nước chảy ngược qua đáy cột. Điều này giúp đánh bật bụi bẩn, mảnh vụn và các vật liệu không hòa tan khác. Nó cũng giúp loại bỏ các túi khí trong cột và phân loại lại nhựa. Rửa ngược là cần thiết để giảm thiểu áp suất giảm. Rửa ngược thông thường chỉ được thực hiện trong các hệ thống đồng dòng. Trong các hệ thống dòng chảy ngược, rửa ngược chỉ được thực hiện khi có yêu cầu.
Bước 2: Ngâm hóa chất tái sinh (NaOH hoặc NaCl)
Cột nhựa trao đổi ion anion sau đó được ngâm bằng dung dịch muối NaCl hoặc NaOH. Bước này loại bỏ các anion đã thu nhận trong quá trình lọc và khôi phục nhựa trả lại dạng bắt đầu cần thiết để bắt đầu một chu kỳ dịch vụ mới.
Bước 3: Rửa chậm
Sau khi tái sinh, bước rửa chậm tiếp tục đẩy chất tái sinh qua cột để tiếp tục chuyển đổi và loại bỏ chất tái sinh khỏi hệ thống.
Bước 4: Rửa nhanh
Rửa nhanh là bước rửa cuối cùng với nước thô để đảm bảo chất lượng nước được đáp ứng sau khi tái sinh nhựa trao đổi ion. Trong các hệ thống dòng chảy ngược, có thể có một bước tái chế thay thế cho việc rửa nhanh.
Sau khi rửa, nhựa trao đổi ion được đưa trở lại để lọc. Tổng thời gian để tái sinh là <2 giờ và tổng lượng nước sử dụng là khoảng 7 x thể tích nhựa: 15l = 105 l (50 gal/ft3).
Kỹ thuật tái sinh nhựa anion
- Tái sinh xuôi dòng: Chất lỏng chảy từ đỉnh xuống dưới cùng của cột cả trong quá trình dịch vụ cũng như quá trình tái sinh
- Tái sinh ngược dòng: Chất lỏng chảy luân phiên lên xuống trong quá trình dịch vụ và tái sinh
Tái sinh xuôi dòng CFR
Kỹ thuật tái sinh nhựa trao đổi ion này đã được sử dụng khi bắt đầu trao đổi ion: giải pháp xử lý dòng chảy từ đỉnh đến đáy cột và chất tái sinh sử dụng cùng một đường dẫn.
Vấn đề là nhựa có tính axit mạnh và bazo mạnh không được chuyển đổi hoàn toàn thành dạng H hoặc OH khi kết thúc quá trình tái sinh, bởi vì điều này đòi hỏi một lượng quá lớn chất tái sinh hóa học. Do đó, các lớp dưới cùng của lớp nhựa bị ô nhiễm nhiều hơn các lớp trên cùng khi kết thúc quá trình tái sinh, do đó khi quá trình tải tiếp theo bắt đầu, sự rò rỉ cao do sự dịch chuyển của các ion gây ô nhiễm bởi H+ hoặc các ion OH– được tạo ra trong quá trình trao đổi.
Với tái sinh nhựa trao đổi ion đồng dòng CFR cách duy nhất để giảm rò rĩ vĩnh viễn là tăng số lượng chất tái sinh để ít các ion gây ô nhiễm ở đầu ra của cột
Tái sinh ngược dòng RFR
Với phương pháp tái sinh nhựa trao đổi ion dòng chảy ngược chất tái sinh được đưa vào theo hướng ngược lại của dòng dịch vụ. Có 2 trường hợp:
- Dịch vụ ngược dòng và tái sinh nhựa trao đổi ion dòng xuôi từ trên xuống
- Dịch vụ theo hướng từ trên xuống và tái sinh nhựa trao đổi ion dòng chảy ngược.
Trong trường hợp này chất tái sinh không phải đẩy các ion gây ô nhiễm qua toàn bộ lớp nhựa. Các lớp ít cạn kiệt sẽ được tái tạo trước và sẽ sạch nhất khi quá trình tiếp theo bắt đầu.
Tái sinh dòng chảy ngược giúp:
- Nước được xử lý có độ tinh khiết cao hơn nhiều so với cách tái sinh nhựa trao đổi ion đồng dòng do rò rỉ rất thấp
- Cần ít chất tái sinh hơn vì các ion gây ô nhiễm không phải được đẩy qua toàn bộ cột nhựa và sự rò rỉ gần như không phụ thuộc vào liều tái sinh.
- Toàn bộ tác dụng của quá trình tái sinh nhựa trao đổi ion dòng chảy ngược phụ thuộc vào các lớp nhựa không bị xáo trộn. Nhựa có mức độ tái sinh cao nhất phải luôn luôn ở đầu ra của cột. Do đó, các lớp nhựa không nên rửa ngược trước khi tái sinh và không cho phép để tồn tại chất lỏng bất kỳ lúc nào. Vì vậy các cột được lấp đầy hoàn toàn bằng nhựa hoặc các lớp nhựa được giữ trong quá trình tái sinh.
Khi kết thúc quá trình tái sinh nhựa trao đổi ion, lớp thoát của cột được tái sinh trong CFR có nồng độ tạp chất cao nhất trong khi ở RFR lớp thoát có chứa nhựa được tái sinh cao nhất.Đây là lý do tại sao trong CFR các chất gây ô nhiễm ở đáy sẽ xâm nhập vào nước được xử lý ngay từ đầu do hiệu ứng tự tái sinh, trong khi ở RFR bất kỳ chất gây ô nhiễm nào bị di chuyển từ lớp đầu vào ngay lập tức loại bỏ từ một lớp bên dưới.
Hóa chất tái sinh nhựa anion
- Để loại bỏ nitrat, nhựa anion bazo mạnh có thể được tái sinh bằng các hợp chất khác cung cấp ion clorua, chẳng hạn như axit clohydric (HCl) nhưng phổ biến nhất là bằng NaCl
- Nhựa anion bazo mạnh luôn được tái sinh bằng xút (NaOH) trong quá trình khử khoáng . Về nguyên tắc cũng có thể áp dụng kali xút (kali hydroxit KOH), nhưng thường đắt hơn.
- Nhựa anion bazo yếu thường cũng được tái sinh bằng xút, nhưng các chất tái sinh khác – kiềm yếu hơn – cũng có thể được sử dụng, chẳng hạn như:
- Amoniac (NH 3 )
- Natri cacbonat (tro soda, Na 2 CO 3 )
- Hỗn dịch vôi (canxi hiđroxit, Ca (OH) 2 )
Nồng độ hóa chất tái sinh nhựa anion
- NaCl (làm mềm và loại bỏ nitrat): 10%
- NaOH (khử khoáng): 4%
Chất lượng nước sử dụng để tái sinh nhựa anion
- Tái sinh xuôi dòng : Nói chung, nước được xử lý bởi cột trước được sử dụng để pha loãng và rửa chậm (dịch chuyển).
- Tái sinh ngược dòng : Nói chung, nước được xử lý bởi chính cột được sử dụng để pha loãng và rửa chậm (dịch chuyển).
- Theo nguyên tắc chung, nếu sử dụng kỹ thuật tái sinh ngược dòng cần phải sử dụng nước đã qua xử lý để tái sinh nhựa anion vì nếu rửa ngược nhựa anion ở dạng OH bằng nước cấp có độ cứng cao sẽ dễ gây ra cặn canxicacbonat ,
- Đối với tái sinh nhựa anion khử nitrat bằng muối NaCl nên sử dụng nước đã qua xử lý để pha hóa chất khi yêu cầu rò rỉ ion thấp và tái sinh ngược dòng, trường hợp này nếu sử dụng nước cấp sẽ gây ô nhiễm các lớp nhựa và lượng ion rò rỉ sẽ không đạt yêu cầu.
Các bài viết tham khảo:
