• Đặc điểm cơ bản của hạt nhựa trao đổi ion:

Hạt nhựa trao đổi ion là hạt không hòa tan có chứa trong cấu trúc phân tử gốc axit hay bazơ có thể thay thế được mà không thay đổi tính chất vật lý của chúng và cũng không bị hủy hoại hoặc hòa tan. Các ion dương hay âm cố định trên các gốc này trao đổi bằng cách thay thế cùng dấu có trong dung dịch lỏng khi có sự tiếp xúc. Trao đổi ion cho phép thay đổi thành phần ion của chất lỏng cần xử lý mà không thay đổi tổng số ion có trong chất lỏng trước khi trao đổi

Dựa trên đặc điểm này ứng dụng loại bỏ nitrat trong nước bằng hạt nhựa trao đổi ion bazo mạnh. Ion nitrat trong nước sẽ thay thế vị trí của ion clorua trên bề mặt hạt nhựa. Khi ngày càng nhiều ion clorua bị thay thế bởi ion nitrat, khả năng hoạt động trao đổi của lớp hạt nhựa ngày càng kém đi nên cần tiến hành tái sinh bổ sung ion clorua cho hạt nhựa bằng dung dịch muối NaCl hoặc KCl.

Quá trình tái sinh gồm rửa ngược để xới lớp vật liệu, hoàn nguyên bằng dung dịch hoàn nguyên, rửa sạch dung dịch hoàn nguyên. Kết quả của quá trình này ion nitrat và một số ion khác như sulfat sẽ bị loại bỏ ra khỏi nước.

  • Điều kiện áp dụng phương pháp trao đổi ion để loại bỏ nitrat

+ Hàm lượng chất lơ lửng của nước cần được xử lý trước khi dùng hạt trao đổi ion, cụ thể nó cần nhỏ hơn 1 mg/l. Việc  giữ cặn lơ lửng làm tăng tổn thất áp lực khiến phải rửa thường xuyên và sớm làm mòn hạt nhựa trao đổi ion

+ Nước cần được khử clo trước khi đưa vào thiết bị nhằm bảo vệ hạt nhựa khỏi quá trình oxy hóa

+ Trong quá trình trao đổi ion ngoài ion nitrat được loại bỏ, các ion sulfat ( SO4–) và một phần ion HCO3– được thay thế bằng ion Cl–. Điều này có thể tạo ra trong nước đã xử lý nồng độ quá lớn ion Cl– do đó làm tăng xu hướng ăn mòn các kim loại đặc biệt đối với đồng. Một số loại nhựa cho phép khắc phục một phần nhược điểm này bằng cách giữ lại một phần đáng kể nitrat, nhưng khả năng trao đổi của chúng yếu

+Dung dịch tái sinh và rửa có chứa tất cả sulfate và nitrat của nước thô trước khi xử lý, một phần ion bicarbonat và tỷ lệ lớn natri clorua đã dùng như chất tái sinh, điều cần thiết là bố trí một máng tháo riêng cho phép tháo dung dịch này

+ Trao đổi ion có ưu điểm là không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, nó có thể hoạt động ở bất kỳ nhiệt độ nào của nước được xử lý

  • Ưu, nhược điểm của phương pháp khử nitrat bằng hạt trao đổi ion:

Ưu điểm:  – Chi phí đầu tư thấp hơn so với phương pháp khử nitrat bằng sinh học

Thích hợp trong xử lý nước ngầm và xử lý nước mặt

Nhược điểm: Làm tăng xu hướng ăn mòn các thiết bị bằng kim loại

Hạt nhựa trao đổi ion