Cơ chế làm việc của hạt nhựa trao đổi ion - Cation - Anion

Watts Water Technologies;là một trong các nhà đưa ra & tiêu hao hạt nhựa mềm thay thế ion đứng đầu tại Mỹ. Ngoài hạt nhựa mềm mang thương hiệu riêng ALAMO Brand. Watts còn đưa ra các nhãn hàng uy tín khác như Purolite, Dow, Jacobi … Khách hàng có thể tùy chọn bất cứ loại hạt nhựa mềm nào thích hợp nhất với công dụng của mình.

lựa chọn chính xác loại hạt trao đổi ion thích hợp với nguồn nước là yếu tố cơ bản tạo nên chất lượng lọc nước.

Nhãn hàng Alamo của Watts được chế tạo theo các bước hiện đại và nghiêm ngặt nhất, có độ bền cao và được ưa chuộng tại Mỹ và Canada. hệ thống phân phối của Watts đảm nhận tư vấn, cung cấp hạt nhựa mềm và dịch vụ thay hạt nhựa trao đôi Cation/ Anion cho khách hàng tại nhiều khu vực ..

Ưu ưu điểm của hạt trao đỏi ion Alamo

sản xuất theo tiêu chuẩn Mỹ - được kiểm nghiệm để sử dụng trong một số lĩnh vực.

Giám sát kỹ càng, bảo đảm hiệu quả đồng đều của mọi hạt nhựa .

Khả năng tái sinh ion nhanh.

độ bền nguyên liệu dài hơn.

kinh phí hợp lý so với chất lượng & chất lượng .

Dải thiết bị rộng.

Không yêu cầu tiến trình tái sinh phức tạp.

Cơ sở khoa học - nguyên tắc trao đổi ion

thay mới ion là một chuỗi các phản ánh hoá học đổi chỗ (phản ánh thế) giữa các ion trong nước (chất lỏng) & nhiều ion tích hợp trong hat nhựa. Sự thay thế này dựa theo tính chất riêng về mạnh - yếu của nhiều ion kim loại, dựa theo tính chất riêng về hút - đẩy của nhiều ion mang điện tích âm / dương.

Theo đó, nhiều ion mang điện tích dương di chuyển tự do trong nước Ca2+, Mg2+ sẽ dễ dàng chiếm vị trí của một số ion Cl-, Na+ tích trữ trong một số hạt nhựa mềm , đẩy một số ion yếu hơn/ trái dấu ra.

cấu tạo chủ yếu & tính chất chung của nhựa thay thế ion

Nhựa thay mới ion có khả năng hấp thụ các ion dương gọi là cationit, loại có thể hấp thụ nhiều ion âm gọi là anionit. một số hạt có khả năng cùng lúc hấp thu cation và anion được coi là hạt ionit lưỡng tính .

cấu tạo chủ yếu của hạt trao đổi ion gồm hai phần. một phần làm từ polymer (một dạng plastic) là gốc của chất thay thế ion, một phần nhóm ion có thể thay thế (nhóm hoạt tính ). Resin được tạo ra bởi sự trùng ngưng từ styren vàdivinylbenzen(DVB). Phân tử styren tạo nên cấu tạo cơ bản của Resin. DVB là một số cầu nối giữa nhiều polymer có tính không hoà tan & bền vững. Cầu nối trong Resin là cầu nối 3 chiều. cấu tạo của hạt Resin có rất ngiều lỗ rỗng.

Phân loại: có 4 loại hạt nhựa mềm chính:

1. Resin Cation acid mạnh.
2. Resin Cation acid yếu.
3. Resin Anion bazơ mạnh.
4. Resin Anion bazơ yếu

Tính chất vật lý

Màu sắc: vàng, nâu, đen, thẩm. Trong quá trình sử dụng nhựa, màu sắc của nhựa mất hiệu lực thường thâm hơn một chút.

Hình thái: nhựa thay thế ion thường ở dạng tròn. Độ nở: khi đem nhựa dạng keo ngâm vào trong nước ,thể tích của nó biến đổi lớn.o Độ ẩm : là % trọng lượng nước trên khối lượng nhựa ở dạng khô (độ ẩm cao), hoặc ở dạng ướt (độ ẩm thấp).

Tính chịu nhiệt: một số loại nhựa bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ , vượt quá giới hạn nhựa bị nhiệt phân giải, mất công dụng . khoảng nhiệt độ hoạt động tốt từ 20-50oC.

Tính dẩn điện: chất thay thế ion ẩm dẩn điện tuyệt vời , tính dẫn điện của nó phụ thuộc vào dạng ion.kích cỡ hạt: Resin có dạng hình cầu d= 0,04-1,00 mm.

Tính chịu mài mòn : trong vận hành các chất thay mới ion cọ sát lẫn nhau và nở ngót , có thể dể vỡ vụn . nó chính là một chỉ tiêu tác động đến tính năng thực dụng của nó.

Chịu oxy hoá: chất oxy hoá mạnh có thể làm cho nhựa bị lão hoá (trơ);

Tính chất hoá học:

Dung lượng trao đổi biểu thị mức độ các ít của lượng ion có thể thay mới trong một loại chất thay mới ion. Có 2 biện pháp biểu thị dung lượng thay mới .Theo thể tích đlg/m3; theo trọng lượng mgđl/g.

• Tổng dung lượng thay mới : chỉ tiêu này biểu thị lượng gốc hoạt tính có trong chất thay thế .
• Dung lượng thay mới cân bằng : biểu thị dung lượng thay thế lớn nhất của chất thay mới ion trong cùng một loại dung dịch nào đó đã định ,nên không phải là hằng số;
• Dung lượng thay mới hoạt động : Dung lượng thay thế được xác định dưới Điều kiện vận hành thực tế.

Tính năng thuận nghịch của phản ứng trao đổi ion:

phản ánh thay mới ion là phản ứng thuận nghịch. dựa trên tính chất này người ta có thể hoàn nguyên, tái nạp ion cho nhóm trao đổi , khôi phục lại năng lực thay thế của nó.

2HR + Ca 2+ +> CaR 2 + 2H + (nhựa trao đổi )

CaR 2 + 2H+ => 2HR + Ca 2+ (hoàn nguyên)

Tính acid, kiềm : tính năng của chất Cationit RH & chất Anionit ROH ,giống chất điện giải acid, kiềm.

Tính trung hoà và thuỷ phân : tính năng trung hoà và thuỷ phân của chất trao đổi ion giống chất điện giải thông thường.

Tính chọn lựa của chất thay mới ion;- Ở số lượng ion thấp trong dung dịch, khoảng nhiệt độ thống thường , khả năng trao đổi tăng khi hoá trị của ion trao đổi tăng.

Thứ tự ưu tiên khi thay mới ion

Đối với nhựa Cationit acid mạnh (SAC): Fe 3+ > Al 3+ > Ca 2+ > Mg 2+ > K+> H+ > Li+

Đối với nhựa Cationit acid yếu (WAC): H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+

Đối với nhựa anionit kiềm yếu (WBA);
- Ở số lượng ion thấp, khoảng nhiệt độ bình thường và những ion cùng hoá trị, khả năng thay thế tăng khi số điện tử của ion thay mới lớn (bán kính hydrat hoá lớn);
- Ở số lượng ion cao, khả năng thay mới của một số ion không khác nhau một số lắm .

Tốc dộ trao đổi ion

Tốc độ trao đổi ion tuỳ thuộc trên tốc độ của một số tiến trình cấu thành sau:
- Khuếch tán của nhiều ion từ trong pha lỏng đến bề mặt của hạt rắn.
- Khuếch tán của nhiều ion qua chất rắn đến bề mặt thay mới .
- thay mới một số ion (tốc độ phản ứng )
- Khuếch tán của ion thay đổi ra ngoài bề mặt hạt rắn;
- Khuếch tán của các ion được thay mới từ bề mặt hạt rắn vào trong dung dịch .

Điều kiện hoạt động của nhựa trao đổi ion

Nhựa chỉ sử dụng để thay mới ion chứ không sử dụng để xử lý lọc nước như nhiều người lầm tưởng. Sự có mặt một số chất bẩn trong nước, quan trọng nhất là là chlorine, ozone có khả năng phá huỷ hoặc rút ngắn độ bền của nhựa. Sự tồn tại của một số chất khí hoà tan trong nước cũng có thể gây nhiễu loạn làm việc thay mới ion.