Nhựa cation axit yếu loại bỏ khử kiềm trong nước bằng cách chuyển đổi các muối kiềm của canxi và magie với các axit yếu tương ứng ( hòa tan cacbonic) sau đó loại bỏ khí cacbonic bằng thiết bị khử khí.
Phản ứng đại diện:
2 RCOOH + Ca(HCO3)2 →(RCOO)2Ca + 2 H2CO3
H2CO3 → H2O + CO2
RCOOH: đại diện cho nhựa cation axit yếu
Nếu nước có tỷ lệ độ cứng, độ kiềm lớn hơn 1, việc sử dụng nhựa cation axit yếu để loại bỏ kiềm là hiệu quả và đạt chi phí thấp.
Trong quá trình này Ca2+, Mg2+, Ba2+ và Sr2+ kết hợp với kiềm bicarbonate ( độ cứng tạm thời) được loại bỏ và thay thế bằng H+ do đó làm giảm độ PH của nước sau xử lý đến 4 -5.
Nhóm chức năng của nhựa cation axit yếu là nhóm cacboxylic, quá trình trao đổi ion sẽ dừng lại khi PH đạt được 4,2, nơi các nhóm cacboxylic không còn phân ly. Vì vậy cần thiết thêm cột cation axit mạnh hình thức natri để loại bỏ độ cứng không liên quan đến kiềm bicacbonat khi tỷ lệ độ cứng/ độ kiềm là > 0,8
Các bicacbonat được chuyển thành cacbon dioxide
HCO3-+H+ → H2O + CO2
Khi khử kiềm nước bằng nhựa cation yếu luôn bố trí theo sau cột nhựa trao đổi ion là bình khử khí nhằm loại bỏ khí cacbonic trừ khi công đoạn sử dụng nước tiếp theo không yêu cầu phải loại bỏ CO2
- Lợi thế khi sử dụng nhựa cation axit yếu để khử kiềm
+ Có thể đạt hiệu quả hoạt động cao
+ Có thể tự động hóa với việc sử dụng một thiết bị đo PH trực tuyến
+ Nhựa cation axit yếu hoạt động hiệu quả nên giảm thiểu sử dụng hóa chất tái sinh và chất thải từ việc tái sinh bằng axit nên giảm thiểu chi phí vận hành và tác động môi trường
- Khó khăn
+ Khử kiềm bằng cation axit yếu gặp khó khăn về độ cứng còn lại, nếu làm mềm hoàn chỉnh là cần thiết, thì phải thêm vào nhựa cation axit mạnh hình thức natri, thậm chí có thể bố trí trong cùng một cột.
+ PH của nước sau xử lý: Độ PH của nước sau khử kiềm khoảng 3,5 – 6,5 tùy thuộc vào mức độ suy yếu của nhựa. sự thay đổi PH theo chu kỳ này làm cho khó khăn để kiểm soát loại bỏ ở hệ thống RO. Ở PH < 4,2 các ion của axit vô cơ có thể làm tăng hàm lượng TDS. Vì vậy tốt nhất là sử dụng nhiều hơn một cột bố trí song song và tái sinh vào những thời điểm khác nhau để giảm thiểu sự thay đổi PH. Cách khác để tránh giá trị PH thấp là loại bỏ khí cacbonic hoặc điều chỉnh độ PH bằng dung dịch xút sau đó
+ Quá trình khử kiềm nước bằng nhựa cation axit yếu không hiệu quả đối với tất cả các chất trong nước đặc biệt với nước có độ muối kiềm cao
