Khử ion nước
Khử ion nước hay còn gọi là khử khoáng nước là quá trình loại bỏ các ion ra khỏi nước. Các ion trong nước bao gồm các ion tích điện dương được gọi là cation và các ion tích điện âm được gọi là anion. Các cation thường gặp trong nước là Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Na+, H+ và các anion thường gặp trong nước là Cl–, SO42-, NO32-, SiO2–, OH–, CO32-.
Nhựa trao đổi ion được sử dụng để khử ion ( khử khoáng nước). Nhựa trao đổi ion là các hạt với chuỗi polymer hữu cơ với các nhóm chức năng cho từng loại hạt nhựa. Mỗi nhóm chức năng có điện tích dương hoặc âm cố định.
Nhựa cation hút các ion mang điện tích dương. Có 2 loại nhựa cation: nhựa cation axit yếu và nhựa cation axit mạnh. Nhựa cation axit yếu thường được sử dụng trong các hệ thống khử kiềm nước và các ứng dụng đặc biệt khác.
Nhựa anion hút các ion mang điện tích âm. Có 2 loại nhựa anion: nhựa anion bazo yếu và anion bazo mạnh. Cả 2 loại nhựa anion được sử dụng trong hệ thống nước khử ion với đặc điểm sau:
Nhựa anion bazo yếu không loại bỏ silic, CO2, có khả năng trung hòa axit yếu và có PH thấp hơn PH trung tính khi được sử dụng trong một hệ thống bình lọc riêng biệt.
Nhựa anion bazo mạnh loại bỏ tất cả các anion và có PH cao hơn PH trung tính khi được sử dụng trong một hệ thống bình lọc riêng biệt.
Trong hệ thống khử ion, nhựa cation được tái sinh với axit clohydric, nhựa anion tái sinh với natri hydroxit. Trong hình thức H+ nhựa cation loại bỏ các ion có điện tích dương như Ca2+, Mg2+, Na+, và K+. Các tạp chất thay thế cho vị trí của ion H+ tại các lớp nhựa trao đổi ion, lúc này chất lỏng là một hỗn hợp của các axit từ sự kết hợp của ion H+ với các tạp chất anion vẫn còn trong nước.
Nhựa anion loại bỏ các tạp chất tích điện âm như Cl–, SO42-, CO32-. Các tạp chất thay thế cho vị trí của ion OH– , ion OH– trong nước kết hợp với ion H+ là kết quả của quá trình trao đổi cation trước đó tạo thành nước đã được khử ion.
Quá trình này tiếp tục cho đến khi các ion dùng để trao đổi là H+ trên nhựa cation và OH– đã bị thay thế hết bởi các ion tạp chất. Đây là lúc cần tái sinh nhựa trao đổi ion cation với axit và nhựa anion với xút.
Nhựa cation tái sinh với dung dịch HCl 10% hoặc H2SO4 4%
Nhựa anion tái sinh với dung dịch xút 4%.
Thiết bị khử ion nước
Cột cation và anion riêng biệt
Thiết bị khử ion nước có thể bố trí theo cách các cột chứa hạt cation và anion riêng biệt nối tiếp nhau. Khi được bố trí riêng biệt, dễ dàng để tái sinh nhựa cation và nhựa anion.
Cột chứa cả nhựa cation và anion
Nhựa trao đổi ion cation và anion được trộn lẫn sau khi tái sinh ( hạt mixbed) và được chứa trong cùng 1 cột sẽ đem lại chất lượng nước khử ion rất cao. Khi nhựa được trộn lẫn nước chảy qua các lớp nhựa nó tiếp xúc với một hạt nhựa cation sau đó một hạt nhựa anion, cation sau đó anion …. Nước được khử ion sau đó tái khử ion liên tục kết quả là nước sau cùng có độ tinh khiết cực cao. Chất lượng nước có thể đạt tới 18 megohm.
Tái sinh nhựa trao đổi ion hỗn hợp hết sức phức tạp, đòi hỏi kinh nghiệm cực cao. Thực tế nhựa cation và nhựa anion trước khi được trộn lẫn được tái sinh riêng biệt, rửa sạch.
