Hạt nhựa trao đổi ion

I. Hạt nhựa trao đổi ion là gì?

Hạt nhựa trao đổi ion (còn được gọi là hạt nhựa làm mềm nước) là những hạt nhựa có chứa các ion dễ dàng trao đổi với các ion khác có trong dung dịch. Các hạt nhựa này không tan trong nước và không tham gia phản ứng hóa học. Hạt nhựa trao đổi ion được ứng dụng nhiều trong các hệ thống làm mềm nước với tác dụng chính loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước.

1.Cấu tạo hạt nhựa trao đổi ion

Hầu hết các thành phần của hạt nhựa trao đổi ion là Polystyrene, một số được sản xuất từ acrylic hoặc metyl acryat. Chúng được cấu trúc từ các chuỗi hydrocarbon liên kết ngang với nhau. Điều này giúp các hạt có cấu trúc mạnh hơn, đàn hồi tốt hơn và công suất lớn hơn.
 

 

Tính chất lý hóa của vật liệu lọc nước hạt trao đổi ion

• Màu sắc: Các hạt nhựa trao đổi ion thường có một số màu như: dạng gel màu vàng, màu trắng, nâu, đen… và chúng thường mất sau một thời gian sử dụng.

• Hình thái: Ở dạng hình tròn có kích thước khoảng 0,04 – 1 mm

• Độ nở: Thể tích sẽ tăng khi ngâm vào trong nước

• Độ ẩm:  chia làm độ ẩm khô và độ ẩm ướt

• Tính chịu nhiệt: chịu được nhiệt độ ở giới hạn nhất định thường từ 20 – 500C sẽ cho hiệu quả làm việc tốt nhất. Nhiệt độ quá cao sẽ làm hạt nhựa bị phân giải

• Tính dẫn điện: Phụ thuốc vào dạnh ion, thường chất trao đổi ion ẩm sẽ dẫn nhiệt tốt hơn

• Tính chịu oxy hóa: Hạt nhựa sẽ bị lão hóa khi tiếp xúc với những chất oxi hóa mạnh

• Tính chịu mài mòn: Có khả năng vỡ vụn trong quá trinh vận hành nếu có sự co xát va chạm.

2.Ưu nhược điểm của hạt nhựa làm mềm nước

Ưu điểm:

• Thời gian sử dụng lâu dài.

• Dễ dàng lắp đặt và vận hành

• Tái sinh được nhiều lần với chi phí thấp.

• Năng lượng tiêu tốn nhỏ.

• Thân thiện với môi trường vì nó chỉ hấp thu các chất sẵn có trong nước.

• Không tham gia phản ứng, khó hòa tan nên không ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Nhược điểm:

• Nếu trong nước tồn tại các hợp chất hữu cơ hay ion Fe3+, chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả năng trao đổi ion của nhựa.

• Chỉ sử dụng để trao đổi ion, không dùng để lọc các hợp chất hữu cơ hay ion Fe3+

• Cần phải tiến hành loại bỏ các chất hữu cơ khác hay sắt trước khi qua hệ thống lọc nước để đảm bảo hiệu quả hoạt động hạt nhựa trao đổi ion.

II.Các loại hạt nhựa trao đổi ion

Hạt nhựa trao đổi ion có thể đến từ nhiều thương hiệu khác nhau như: hạt nhựa purolite c100, hạt nhựa trao đổi ion mixbed, Mitsubishi, laxness… Tuy nhiên xét về công dụng chúng thường được chia làm 2 loại chính gồm: hạt nhựa cation và hạt nhựa anion.

1. Hạt nhựa cation

Hạt nhựa trao đổi cation là hạt có khả năng hút ion dương từ dung dịch điện ly, mang tính acid và thường ứng dụng để làm mềm nước. Có 2 loại hạt cation chính:

• Hạt nhựa trao đổi cation có tính axit mạnh:  Loại này chứa lượng lớn nhóm axit mạnh SO3H, dễ dàng phân tách H+ trong dung dịch.

• Hạt nhựa trao đổi cation có tính axit yếu: chứa các nhóm axit yếu như carboxyl- COOH, có thể phân ly H+ và nước có tính axit.

2.Hạt nhựa Anion

Hạt nhựa Anion có khả năng hút ion âm  từ dung dịch điện ly, mang tính kiềm. Các loại hạt này thường được sử dụng để loại bỏ nitrat hay những tạp chất hữu cơ. Có 2 loại hạt anion chính:

• Hạt trao đổi anion có tính kiềm mạnh: chứa các nhóm mạnh cơ bản như amin bậc bốn (hay còn gọi là bốn amin) -NR3OH (R là một nhóm hydrocarbon), để phân ly OH- trong nước.

• Hạt trao đổi anion có tính kiềm yếu có chứa một nhóm kiềm yếu, như amin bậc một. -NH2, hay -NHR và -NR2 có thể phân ly trong nước và OH-, kiềm yếu.

III. Cách sử dụng hạt nhựa trao đổi ion

Các hạt nhựa trao đổi ion là vật liệu trao đổi ion làm mềm nước không thể thiếu trong các hệ thống làm mềm nước, hệ thống xử lý nước RO, máy lọc nước đầu nguồn với tác dụng chính:

• Làm mềm nước, loại bỏ độ cứng của nước  bằng cách giảm nồng độ Ca2+ và Mg2+ và tăng nồng độ Na+ 

• Loại bỏ kiềm và các khoáng chất không cần thiết trong nước như Bari, Radium, Asen, Uranium, Canxi, Crom, Mangan, Magie…

• Loại bỏ nitrat NO3-, ClO4-, CO32-, CN-, SO42

1. Nguyên tắc trao đổi ion của hạt nhựa

Khi dòng  nước chảy qua cột chứa các hạt trao đổi ion. Trong cột sẽ diễn ra quá trình: Hạt nhựa trao đổi các ion H+ cho bất kì loại cation nào chúng gặp phải như: Na+, Ca2+, Al3+, Mg2+… Tương tự các loại nhựa trao đổi anion sẽ trao đổi OH– với bất kì anion nào như: Cl–,  NO3-, SO42-… Ion H+ từ bộ trao đổi cation kết hợp với ion OH– từ bộ trao đổi anion tạo thành nước (H2O) tinh khiết.
 

Hạt trao đổi ion hoạt động theo nguyên tắc này là do các ion được cố định liên kết vĩnh viễn trong cấu trúc của hạt. Các ion tích điện này sẽ dễ dàng liên kết với các ion của điện tích trái dấu. Đồng thời, các phản ứng này sẽ tiếp tục liên kết với các nhóm chức năng cho đến khi đạt trạng thái cân bằng.

Sau một thời gian sử dụng các hạt trao đổi ion này sẽ mất dần tác dụng và cần phải được tái sinh bằng dụng dịch thích hợp.

2. Cách tái sinh hạt nhựa trao đổi ion

Để tái sinh hạt nhựa trao đổi ion bạn có thể sử dụng dung dịch Natri clorua (NaCl), Axit clohydric (HCl) hoặc NaOH . Tuy nhiên thường sử dụng phổ biến nhất là Natri clorua (NaCl).
 

 

Quá trình tái sinh sẽ xảy ra phản ứng sau:

• R2Ca + 2 NaCl ↔ 2 RNa + CaCl2

• R2Mg + 2 NaCl ↔ 2 RNa + MgCl2

Lưu ý: Muối tái sinh phải là muối tinh khiết hoàn toàn hay còn gọi là muối hoàn nguyên với hàm lượng NaCl đạt 99,5%. Không  sử dụng dung dịch muối ăn thông thường vì chúng  chứa nhiều tạp chất như: Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, Br-… các tạp chất sẽ gây ảnh hưởng lớn đến toàn bộ hệ thống xử lý nước, gây hỏng hạt nhựa.

V. Báo giá hạt nhựa trao đổi ion - Cập nhật 2021

STT	Tên hạt nhựa ion	Đơn giá (vnđ/kg)
1	Hạt nhựa trao đổi ion Mitsubishi Diaion UBK08	68.000
2	Hạt nhựa trao đổi ion Lanxess	90.000
3	Hạt nhựa trao đổi ion Mixbed Trilite SM210	164.000
4	Hạt nhựa trao đổi ion Purolite C100E	55.000
5	Hạt nhựa anion A400 Purolite	95.000
6	Hạt nhựa Cation Dowex	95.000
7	Hạt nhựa Cation Trilite MC-08 Hàn Quốc	56.000
8	Hạt nhựa trao đổi ion Jacobi Resinex K8	64.000
9	Hạt Cation Trung Quốc Akualite C107E	26.000

VITEKO chuyên cung cấp sỉ, lẻ hạt nhựa trao đổi ion xuất xứ Anh, Ấn, Hàn Quốc, Trung Quốc… hàng chính hãng, CO,CQ đầy đủ. Chúng tôi nhập hàng trực tiếp từ nhà sản xuất, hạn chế các khâu trung gian, đảm bảo giá tốt nhất.
 

Nếu bạn có nhu cầu về hạt nhựa trao đổi ion, liên hệ với kỹ thuật VITEKO qua hotline: 093.345.5566 để được tư vấn trực tiếp.