Nguyên nhân hạt nhựa trao đổi ion nhanh bị hỏng
Nhựa trao đổi ion thường có tuổi thọ từ 5 – 10 năm. Nhựa trao đổi ion có thể nhanh bị hỏng do một số nguyên nhân như tái sinh không đúng cách, bám bẩn, vấn đề bảo quản ,… Bài viết giúp bạn tìm hiểu các nguyên nhân có thể làm cho nhựa trao đổi ion nhanh bị hỏng khiến thời gian sử dụng ngắn hơn bình thường.
Nhựa trao đổi ion nhanh bị hỏng do ô nhiễm sắt và mangan
Sắt tồn tại trong nước dưới dạng muối vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ sắt II hoặc sắt III. Sắt II có thể loại bỏ thông qua quá trình trao đổi ion nhưng sắt III không hòa tan và không loại bỏ được bằng trao đổi ion. Nhựa cation sẽ giữ các ion sắt III và ngăn chặn sự trao đổi ion khác. Mangan cũng làm hỏng nhựa theo cùng cách như sắt. Theo thời gian nhựa trao đổi ion mất dần khả năng trao đổi ion cuối cùng bị hỏng không thể sử dụng được nữa.
Nhựa trao đổi ion bị hỏng do sự bám bẩn của nhôm
Nhôm thường có trong nước dưới dạng nhôm hydroxit. Sự có mặt của nhôm hydroxit trong nước là kết quả của việc sử dụng phèn chua hoặc natri aluminat trong các bước lắng làm trong nước. Trong hệ thống trao đổi ion, các bông nhôm này có thể bám vào nhựa và không bị loại bỏ trong quá trình tái sinh bình thường.
Kết tủa sunfat
Các ion gây ra độ cứng của nước là Ca2+ và Mg2+. Kết tủa có thể làm giảm tuổi thọ của nhựa là kết tủa sunfat. Kết tủa sunfat có thể làm tăng các cation axit mạnh trong chu trình hydro. Khi các hạt nhựa bão hòa với ion canxi, nếu tái sinh bằng axit sunfuric ở nồng độ cao hoặc tốc độ dòng chảy chậm, hiện tượng bám sunfat sẽ xảy ra và làm bẩn nhựa. Kết tủa canxi sunfat rất khó để hòa tan lại do đó nhựa bị bám cặn canxi sunfat thường bị loại bỏ. Tuy nhiên vẫn có thể giải quyết tình trạng bám cặn nhẹ của canxi sunfat bằng axit HCl ngâm trong thời gian dài. Vì vậy cần lựa chọn chất tái sinh phù hợp sẽ giúp bảo vệ tuổi thọ của nhựa.
Dầu bẩn
Dầu có thể có trong nước vì nhiều lý do khác nhau và dầu trong nước cấp có thể gây ra tình trạng bám bẩn nhựa. Dầu bị nhựa giữ lại, ngay cả ở nồng độ dầu thấp, bề mặt của hạt nhựa vẫn bị chặn bởi các lớp dầu và che phủ các lỗ rỗng của nhựa. Với nồng độ cao khiến các hạt trở nên dính và vón cục lại với nhau. Dầu có thể được loại bỏ bằng cách chọn chất hoạt động bề mặt phù hợp. Điều quan trọng là cần lựa chọn chất hoạt động bề mặt cẩn thận để không gây ra tình trạng bám bẩn nhựa. Chẳng hạn nhự anion bị bám bẩn dầu chỉ được loai bỏ bằng chất hoạt động bề mặt không ion.
Sự bám bẩn của silic
Nhiệt độ thấp trong nhựa anion bazo mạnh (SBA) sẽ gây ra hiện tượng bám bẩn silica trong nhựa SBA. Bám bẩn silica có thể phục hồi khi ngâm trong dung dịch xút ở nhiệt độ 1200F
Sự bám bẩn của vi khuẩn
Dừng hoạt động hệ thống trao đổi ion trong thời gian dài sẽ gây ra sự phát triển của vi khuẩn trong lớp nhựa. Sự phát triển của vi khuẩn có thể tạo ra sự tắc nghẽn nghiêm trọng của lớp nhựa và dẫn đến hư hỏng cơ học do áp suất giảm bất thường trên các lớp nhựa bị bám bẩn.
Clo và cloramin
Clo và cloramin là 2 chất oxy hóa dùng trong xử lý nước. Cả 2 chất này có thể phân hủy cả nhựa anion và cation. Nhựa trao đổi ion được tạo thành từ liên kết chéo với divinylbenzen và các liên kết này làm tăng cường hạt nhựa. Chất oxy hóa tấn công các liên kết chéo này làm giảm độ bền của hạt nhựa.Nước chứa clo và cloramin chảy liên tục qua hạt nhựa trong thời gian dài làm hạt nhựa mất dạng hình cầu và độ cứng đồng thời nén chặt lớp nền trong quá trình chảy làm tăng tổn thất áp suất cao hơn, làm giảm hiệu suất đồng thời tạo ra dòng chảy kênh (nước chảy tạo thành dòng kênh, kết quả nước chảy qua mà không có tiếp xúc với hạt nhựa, nước thô ra khỏi cột lọc mà không được xử lý). Vì vậy nếu trong nước có clo cách tốt nhất là lắp cột lọc than hoạt tính trước cột trao đổi ion.
Sự suy thoái nhiệt
Hiệu ứng nhiệt ảnh hưởng nhiều nhất đến nhựa acrylic và các loại nhựa anion bazo mạnh loại II. Nhựa anion quá nhiệt trong chu trình bảo dưỡng hoặc quá trình tái sinh là nguyên nhân gây ra sự phân hủy nhiệt. Giới hạn nhiệt độ của nhựa anion loại II ít nhất là 1050F.
Sự bám bẩn hữu cơ
Nước mặt chứa một lượng lớn các hạt hữu cơ. Các chất hữu cơ gây ô nhiễm bao gồm axit humic, axit fulvic, tanin và axit tannic. Sự bám bẩn và phân hủy hữu cơ là sự bám bẩn nhựa phổ biến nhất. Sự tắc nghẽn ban đầu của nhựa anion bazo mạnh dẫn đến quá trình rửa cuối cùng kéo dài và làm giảm khả năng phân tách muối. Nếu các chất bám bẩn hữu cơ này vẫn còn trên nhựa, nhựa sẽ bắt đầu phân hủy. Dấu hiệu nhựa trao đổi ion nhiễm bẩn hữu cơ là độ dẫn điện cao, mức PH thấp hơn của nước thải và sự thay đổi màu sắc của nước đầu ra tái sinh. Có thể ngăn ngừa sự bám bẩn hữu cơ bằng khử trùng nước bằng clo rồi cho lọc qua cột lọc than hoạt tính.
Vấn đề bảo quản
Bảo quản nhựa trao đổi ion không đúng cách có thể làm hỏng hạt và làm giảm tính chất hóa học. Điều quan trọng nhất trong bảo quản nhựa là kiểm soát nhiệt độ và hạn chế tối đa sự tiếp xúc của oxy với nhựa vì giúp giảm thiểu các chất hữu cơ có thể rò rỉ từ quá trình lưu trữ.
