Vận hành hoàn nguyên thiết bị làm mềm nước bằng trao đổi ion cung cấp một quy trình hoạt động đầy đủ của thiết bị làm mềm nước bắt đầu từ giai đoạn làm mềm nước đến rửa ngược, hoàn nguyên hạt nhựa để tái tạo lại chức năng khử ion canxi magie gây ra độ cứng của nước
Quy trình vận hành thiết bị làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion gồm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn lọc nước để làm mềm
- Rửa ngược bằng nước để xả cặn và làm tơi lớp lọc
- Hoàn nguyên
- Rửa tráng
- Giai đoạn làm mềm nước
Nước nguồn cần làm mềm được bơm vào đỉnh bình lọc qua thiết bị phân phối, nước chảy từ trên xuống dưới qua các lớp nhựa trao đổi ion thực hiện quá trình trao đổi ion làm mềm nước.
Thời gian của một chu kỳ lọc phụ thuộc vào: Độ cứng của nước nguồn. Độ cứng của nước nguồn càng cao thì thời gian của một chu kỳ lọc càng ngắn tức là lượng nước được làm mềm càng ít.
Tốc độ lọc trong chu kỳ lọc được giữ ổn định nếu chất lượng của nước nguồn không thay đổi, nếu độ cứng trong nước nguồn thay đổi phải điều chỉnh tốc độ lọc cho phù hợp với cường độ trao đổi ion của lớp lọc ( giảm tốc độ lọc khi độ cứng tăng và tăng tốc độ lọc khi độ cứng giảm để giữ nguyên cường độ trao đổi ion của lớp lọc đã thiết kế)
Công suất của thiết bị làm mềm nước bằng trao đổi ion phụ thuộc vào: Thể tích của lớp vật liệu hạt trao đổi ion có trong bình lọc và khả năng trao đổi ion của loại hạt nhựa trao đổi ion được sử dụng.
Vì vậy trong quá trình thiết kế thiết bị làm mềm nước phải căn cứ vào: chất lượng nước nguồn ( đặc biệt là độ cứng nước nguồn), khối lượng nước cần làm mềm trong 1 ngày và khả năng trao đổi ion của loại hạt nhựa trao đổi ion được sử dụng. Đây là cơ sở để đưa ra quyết định kích thước và số lượng bình lọc cho một hệ thống thiết bị làm mềm nước.
Trong quá trình vận hành khi chất lượng nước nguồn thay đổi, vật liệu hạt trao đổi ion hết hạn sử dụng cần thay thế thì cần thiết phải tính toán lại thời gian của một chu kỳ lọc, công suất làm mềm để có sự điều chỉnh cho phù hợp.
- Rửa ngược
Trước khi hoàn nguyên nhựa trao đổi ion, phải tiến hành rửa các lớp vật liệu trao đổi ion bằng dòng nước đi ngược từ dưới lên với cường độ rửa đủ để độ giãn nở của lớp lọc từ 75 – 100%. Ở trình trạng giãn nở các hạt nhựa lơ lửng trong dòng nước va chạm vào nhau, tách các cặn bám như sắt, cặn lơ lửng ra khỏi hạt, các chất bẩn này được dòng nước rửa đưa ra ngoài.
Lưu ý:
+ Khi rửa phải tăng từ từ cường độ nước rửa, nếu rửa mạnh ngay lớp hạt lọc bị xốc và các hạt lọc sẽ bị cuốn trôi theo nước và chất bẩn ra ngoài. Trong khi rửa người vận hành phải theo dõi nước rửa xả ra bằng cách lấy mẫu nước xả rửa vào bình thủy tinh ở những quãng thời gian khác nhau của quá trình rửa, nếu thấy nhiều hạt bị trôi ra thì phải tìm ra nguyên nhân để điều chỉnh. Có thể là do rửa với cường độ quá lớn hoặc không đều nên cần điều chỉnh cường độ rửa, khoảng trống từ mặt lớp vật liệu đến mép máng thu nước rửa quá ngắn vì vậy cần giảm chiều dày lớp lọc hoặc nâng cao mép máng rửa của bể lọc nếu có thể
+ Cường độ rửa và thời gian rửa phụ thuộc vào cấu trúc của bình lọc, tỷ trọng và kích thước hạt vật liệu, nhiệt độ nước.
- Hoàn nguyên
Dung dịch NaCl được sử dụng để hoàn nguyên từ muối viên tinh khiết Ấn Độ với độ tinh khiết cao, không lẫn các tạp chất.
Dung dịch hoàn nguyên được đưa vào đỉnh bình lọc qua các lớp hạt theo chiều từ trên xuống, dung dịch hoàn nguyên đẩy lớp nước bao bọc quanh hạt đi để cho các ion Na+ trong dung dịch có điều kiện tiếp xúc với toàn bộ bề mặt hạt thực hiện trao đổi ion.
Dung dịch hoàn ngyên được bơm tuần hoàn lại nhiều lần trong quá trình hoàn nguyên.
Nồng độ dung dịch muối để hoàn nguyên thường từ 10 – 14%.
Liều lượng muối tinh khiết dùng để chuẩn bị dung dịch hoàn nguyên là quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến khả năng trao đổi của hạt vật liệu sau mỗi lần hoàn nguyên.
Quá trình hoàn nguyên là rất quan trọng đòi hỏi người vận hành phải tính toán chính xác từ xác định lượng muối tinh khiết sử dụng, pha đúng nồng độ dung dịch hoàn nguyên đến việc bơm dung dịch hoàn nguyên theo 2 giai đoạn đúng cường độ của lưu lượng muối và thời gian bơm tuần hoàn dung dịch cho mỗi giai đoạn trong quá trình hoàn nguyên là khác nhau. Giai đoạn 1 của quá trình hoàn nguyên thường từ 2,2 đến 4,4 lít/giây cho 1m3 vật liệu,thời gian bơm tuần hoàn liên tục trong 55 phút.
Giai đoạn 2 tăng cường độ dung dịch lên 6,6 – 11 lít/giây liên tục trong 5 phút.
Quá trình hoàn nguyên được thực hiện tốt thì các hạt nhựa trao đổi ion được cấy lại lớp ion Na+ hiệu quả và chu kỳ lọc làm mềm tiếp theo đạt hiệu quả cao.
- Rửa tráng
Rửa tráng là giai đoạn cuối cùng của một chu kỳ lọc làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion. Rửa tráng dùng nước nguồn đưa vào bình lọc để loại ra khỏi bình lọc dung dịch nồng độ cao của Mg2+, Ca2+, Cl– và lượng muối hoàn nguyên còn dư lại.
Thời gian rửa tráng thường kéo dài từ 20 – 40 phút phụ thuộc vào kích cỡ và cấu trúc của hệ thống thiết bị lọc
