Hạt nhựa cation

Làm mềm nước bằng hạt nhựa trao đổi ion là phương pháp làm mềm nước phổ biến nhất hiện nay được sử dụng. Ưu điểm của phương pháp này:

– Hạt nhựa làm mềm có thể tái sinh được, hiệu quả làm mềm cao

– Thiết bị làm mềm dễ dàng sử dụng, vận hành

– Do hạt nhựa có thể tái sinh nhiều lần nên chi phí sử dụng thấp, hiệu quả kinh tế cao

– Làm mềm nước có thể kết hợp với khử kiềm nước, giảm độ cứng và độ kiềm về mức độ rất thấp

Hạt trao đổi ion cation:

Thiết bị làm mềm bao gồm thiết bị làm mềm vận hành bán tự động hoặc thiết bị làm mềm vận hành tự động hoàn toàn theo thời gian hay lưu lượng nước sử dụng. Lựa chọn loại thiết bị nào còn tùy thuộc vào chi phí, bố trí người vận hành sử dụng hệ thống.

Chúng ta đi vào xem xét nguyên lý của việc làm mềm nước bằng hạt nhựa trao đổi ion.

Hạt nhựa trao đổi ion được sử dụng trong làm mềm nước là hạt cation mạnh.

Làm mềm nước bằng hạt cation dựa trên tính chất của một số chất không tan hoặc hầu như không tan trong nước nhưng có khả năng trao đổi ion, khi ngâm trong nước các chất này hấp thụ cation của muối hòa tan lên bề mặt hạt và nhả vào nước một số lượng tương đương cation đã được cấy lên bề mặt hạt từ trước. Sở dĩ cation có tính chất như vậy vì trong thành phần cấu tạo của nó có nhóm trao đổi ion hay còn gọi là nhóm hoạt tính.

Lúc đầu ngâm lớp hạt cation vào dung dịch NaCl đậm đặc thì cation H+ của nhóm hoạt tính của cation sẽ tham gia vào phản ứng trao đổi với cation Na+ hòa tan trong dung dịch, kết quả ion Na+ được cấy lên toàn bộ bề mặt cation thay cho ion H+ và cationit biến thành Na-cationit.

Khi lọc nước qua lớp vật liệu hạt Na-cationit sẽ xảy ra các phản ứng sau:

2RNa +Ca(HCO3)2 ↔ R2Ca + 2NaHCO3

2RNa + Mg(HCO3)2  ↔R2Mg + 2NaHCO3

2RNa + CaCl2 ↔ R2Ca + 2NaCl

2RNa + CaSO4 ↔ R2Ca + Na2SO4

2RNa + MgSO4 ↔ R2Mg + Na2SO4

Ký hiệu R chỉ lõi không hòa tan của cationit tổng hợp.

Theo mức độ lọc nước qua lớp hạt cation trong bình lọc, ngày càng nhiều nhóm hoạt tính của nó được thay thế bằng ion canxi và magie của nước.

Cuối cùng khả năng trao đổi của cation hoàn toàn bị cạn kiệt vì tất cả các nhóm hoạt tính đã bị thay thế bằng ion canxi và magie.

Để khôi phục lại khả năng trao đổi cation của lớp nhựa chúng ta tiến hành tái sinh chúng bằng dung dịch muối NaCl . Hiện nay công ty Toàn Á cung cấp loai muối dùng để tái sinh là muối tinh khiết VIS SOFT Ấn Độ.

Quá trình hoàn nguyên làm cho các lớp hạt cation tích ngày càng nhiều ion Na+, các ion Ca2+ và Mg2+ đã bị thay thế sẽ tan trong dung dịch rồi được đưa ra ngoài bằng hệ thống van. Quá trình hoàn nguyên tiến hành cho đến khi hầu hết nhóm hoạt tính của cationit đã được thay thế bằng ion Na+.