Phương Pháp Tái Sinh Nhựa Trao Đổi Ion Cation

Phuong phap tai sinh nhua trao doi ion cation

♦ Tái sinh nhựa trao đổi ion cation là quá trình nạp lại đầy đủ nhóm ion cation hoạt tính đã cạn kiệt của hạt nhựa trao đổi ion cation và loại bỏ các cation thu được trong chu kỳ lọc cho phép nhựa trao đổi ion có thể tiếp tục được sử dụng một chu kỳ lọc mới, đạt hiệu quả tốt nhất.

Thiet bi lam mem nuoc van hanh tu dong voi autovan

Quy Trình Tái Sinh Nhựa Trao Đổi Ion Cation

♦ Tái sinh nhựa trao đổi ion cation 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 giãn nở vật liệu tối đa và 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 (backwash) là cần thiết để giảm thiểu áp suất trong bình lọc. 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 (HCl hoặc NaCl)

♦ Cột nhựa trao đổi ion cation sau đó được ngâm bằng dung dịch axit hoặc muối NaCl. Bước này loại bỏ độ cứng hoặc các cation khác đã bắt giữ trên bề mặt hạt trong quá trình lọc và khôi phục nhựa trả lại trạng thái 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. Việc rửa chậm cũng giúp cho quá trính tái sinh hiệu quả hơn.

► 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. Quá trình rửa nhanh có tác dụng sắp xếp hạt nhựa ổn định, tăng khả năng lọc cho chu kỳ tiếp theo. Trong các hệ thống dòng chảy ngược, có thể có một bước tái chế thay thế cho việc rửa nhanh. Tái chế giữa nhựa cation và nhựa anion sẽ loại bỏ mọi hóa chất tái sinh còn lại.

♦ 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 : 15 l = 105 l (50 gal/ft³).

Có 2 Phương Pháp Chính Cho Quá Trình Tái Sinh Nhựa Trao Đổi Ion

• Tái sinh nhựa trao đổi ion đồng 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 nhựa trao đổi ion dòng chảy ngược : Chất lỏng chảy luân phiên lên xuống trong quá trình dịch vụ và tái sinh.

► Tái sinh nhựa trao đổi ion đồng 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.

He thong lam mem nuoc bang nhua tai sinh

► Tái sinh nhựa trao đổi ion dòng chảy ngược 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 Trao Đổi Cation

► Tái sinh nhựa trao đổi cation trong làm mềm nước

♦ Natri clorua (NaCl) thường được sử dụng để tái sinh nhựa SAC trong quá trình làm mềm nước. NaCl được sử dụng ở dạng muối tinh khiết với độ tinh khiết cao lên tối 99,5% không nhiễm tạp chất. NaCl có trong các sản phẩm muối viên Ấn Độ, muối bột origin R.O.C, India.

♦ Để làm mềm nước Kali clorua (KCl) cũng có thể được sử dụng khi sự hiện diện của natri trong dung dịch được xử lý là không mong muốn.

♦ Trong một số quy trình làm mềm ngưng tụ nóng, có thể sử dụng amoni clorua (NH₄Cl).

► Tái sinh nhựa trao đổi cation trong khử kiềm nước

♦ Trong thiết bị khử kiềm nước, có thể bố trí sử dụng 2 cột cation axit mạnh song song với nhau, một cột hoạt động trong hình thức natri (hạt cation làm mềm nước) và cột khác trong hình thức hydro (hạt cation gốc H⁺). Dòng chảy nước cấp được phân chia giữa 2 cột. Nước làm mềm bằng cột nhựa cation trong hình thức natri chứa tất cả các độ kiềm chảy đến trong khi nước từ cột cation trong hinhd thức hydro không chứa kiềm. Hai dòng này sau đó được pha trộn với nhau và được khử khí để loại bỏ khí cacbonic. Độ kiềm và độ axit từ 2 cột sẽ được trung hòa với nhau.

Khi sử dụng hình thức này cần thiết phải kiểm soát tốt tỷ lệ pha trộn nước giữa 2 dòng nhằm đảm bảo độ kiềm và độ axit đủ để trung hòa hoàn toàn với nhau.

Như vậy đối với hệ thống khử kiềm 2 cột, hóa chất tái sinh gồm 2 loại là muối NaCl và axit HCl.

Ngoài ra có thể khuer kiềm nước bằng cột cation axit yếu trong hình thức hydro. Hóa chất tái sinh là HCl.

► Tái sinh nhựa trao đổi cation trong hệ thống khử khoáng nước

♦ Trong bước đầu tiên của khử khoáng nước, nhựa trao đổi cation axit mạnh được tái sinh bằng các axit mạnh như HCl hoặc H₂SO₄.

♦ Axit clohydric HCl rất hiệu quả và không gây ra kết tủa trên các lớp nhựa.

♦ Axit sunfuric H₂SO₄ rẻ hơn và dễ dàng hơn để lưu trữ nhưng kém hiệu quả hơn, ngoài ra nồng độ của nó phải được điều chỉnh cẩn thận để ngăn chặn sự kết tủa canxi sunfat (nếu được hình thành sẽ rất khó để loại bỏ khỏi lớp nhựa).

♦ Axitnitric cũng có thể được sử dụng về mặt nguyên tắc nhưng không được khuyến khích vì nó có thể gây ra phản ứng tỏa nhiệt.