Trong khi nhiều người trong chúng ta đã nghe nói về nhựa trao đổi ion (resin), nhưng ít người trong chúng ta biết về cách thức hoạt động thực sự của công nghệ này. Cho dù bạn đang cân nhắc các chiến lược xử lý tiềm năng, đang tìm cách khai thác tối đa các loại hạt trao đổi ion hiện có của mình hay chỉ đơn giản là tò mò về hóa học ion, bạn có thể hỏi “Hạt trao đổi ion là gì và nó hoạt động như thế nào?”
Bất kể mục tiêu của bạn là gì, bài viết này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định tốt hơn về chiến lược xử lý nước phù hợp cho cơ sở của mình bằng cách giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động công nghệ trao đổi ion
- Hạt trao đổi ion hoạt động như thế nào ?
Để hiểu đầy đủ về cách hoạt động của hạt ion, trước tiên điều quan trọng là phải hiểu các nguyên tắc của phản ứng trao đổi ion. Nói một cách đơn giản, trao đổi ion là sự trao đổi thuận nghịch giữa các hạt mang điện – hoặc ion – với những hạt mang điện tích tương tự. Điều này xảy ra khi các ion hiện diện trên nền nhựa trao đổi ion không hòa tan hoán đổi vị trí hiệu quả với các ion có điện tích tương tự có trong dung dịch xung quanh.
Hạt trao đổi ion hoạt động theo cách này do các nhóm chức của nó, về cơ bản là các ion cố định được liên kết vĩnh viễn trong ma trận polyme của nhựa. Các ion tích điện này sẽ dễ dàng liên kết với các ion có điện tích trái dấu, được phân phối thông qua việc áp dụng một giải pháp phản ứng. Các phản ứng này sẽ tiếp tục liên kết với các nhóm chức năng cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng.
Trong chu kỳ trao đổi ion, dung dịch được xử lý sẽ được thêm vào lớp hạt trao đổi ion và cho phép chảy qua các hạt. Khi dung dịch di chuyển qua hạt ion, các nhóm chức của hạt thu hút bất kỳ phản ứng nào có trong dung dịch. Nếu các nhóm chức có áp lực lớn hơn với ion hiện có, thì các ion trong dung dịch sẽ loại bỏ các ion hiện có và thế chỗ của chúng, liên kết với các nhóm chức thông qua lực hút tĩnh điện được chia sẻ. Nói chung, kích thước và hóa trị của một ion càng lớn thì ái lực của nó càng lớn với các ion mang điện tích trái dấu.
Hãy áp dụng những khái niệm này cho hệ thống làm mềm nước bằng trao đổi ion điển hình. Trong ví dụ này, cơ chế làm mềm bao gồm một loại nhựa trao đổi cation trong đó các nhóm chức anion gốc sulphonat (SO3–) được cố định vào nềnhạt ion. Sau đó, một dung dịch phản ứng có chứa các cation natri (Na +) được áp dụng cho hạt ion. Na + được giữ cố định với anion SO3– bằng lực hút tĩnh điện, dẫn đến điện tích trung hòa trong hạt ion. Trong chu kỳ hạt ion hoạt động, một dòng chứa các ion độ cứng (Ca2 + hoặc Mg2 +) được thêm vào nhựa trao đổi cation. Vì các nhóm chức SO3– có ái lực với các cation độ cứng lớn hơn so với các ion Na +, các ion độ cứng sẽ thay thế các ion Na +, sau đó chảy ra khỏi đơn vị ion như một phần của dòng được xử lý. Mặt khác, các ion độ cứng (Ca2 + hoặc Mg2 +) được giữ lại bởi hạt ion.
- Nguyên tắc trao đổi của hạt ion trong máy cắt dây EDM
Trong toàn bộ quá trình, nước sẽ chảy qua các hạt ion trao đổi, các nhóm chức của hạt sẽ thu hút bất kỳ một phản ứng nào có trong nước. Nếu các nhóm chức năng này có áp lực lớn hơn các nhóm ion mới so với các nhóm đã có, các ion trong dung dịch sẽ đẩy các ion hiện có và thay thế chúng, liên kết với các nhóm chức năng thông qua lực hút tĩnh điện chung. Kích thước hoặc hóa trị của ion càng lớn thì áp lực sẽ càng lớn và các ion của điện tích trái dấu
Theo thời gian, các ion ô nhiễm liên kết với tất cả các vị trí trao đổi sẵn có trong cấu trúc nhựa. Khi nhựa đã cạn kiệt thì cần phục hồi qua quá trình thái sinh nhựa. Tùy thuộc vào từng loại nhựa mà chất tái sinh có thể là dung dịch muối hoặc axit. Trong quá trình tái sinh, hạt nhựa trao đổi ion sẽ giải phóng các ion gây ô nhiễm và hoán đổi chúng cho các ion có trong dung dịch tái sinh. Sau đó, các ion gây ô nhiễm sẽ được thải ra ngoài. Trong nhiều trường hợp, hạt nhựa trao đổi ion được rửa sạch để loại bỏ bất kỳ chất tái sinh còn sót lại sau quá trình tái sinh
Hạt nhựa trao đổi ion bản chất là tạo ra một môi trường vật lý mà ở đó nó tạo điều kiện cho các phản ứng trao đổi ion. Hạt nhựa trao đổi ion không tham gia phản ứng, không tan trong nước nên rất an toàn
Có thể thấy hạt nhựa trao đổi ion có lợi ích rất lớn trong quá trình lọc nước hiện nay. Vì vậy việc sử dụng hạt nhựa ion cũng là một giải pháp tối ưu giúp loại bỏ các cặn bẩn trong nguồn nước. Hy vọng bài viết trên sẽ giúp ích cho bạn hiểu được nguyên lý hoạt động của hạt trao đổi ion và nếu các bạn có nhu cầu thì có thể liên hệ công ty mình để chọn mua loại hạt ion phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình nhé
Lựa chọn Văn Thái và các sản phẩm do Văn Thái cung cấp quý khách sẽ vô cùng hài lòng vì chúng tôi có:
- Dịch vụ giao hàng tận nơi và nhanh chóng.
- Hậu mãi tốt.
- Sản phẩm giá thành hợp lý, chủng loại đa dạng.