BÁO CÁO THAM QUAN MÔ HÌNH TRAO ĐỔI ION Ở TRUNG TÂM ETM

Báo cáo tham quan mô hình cột trao đổi ion – Trung tâm ETM
BÁO CÁO THAM QUAN
MÔ HÌNH TRAO ĐỔI ION Ở TRUNG TÂM ETM
Địa điểm tham quan
C4/5 đường Đinh Bộ Lĩnh, phường 26, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh.
Thành viên nhóm
Phạm Thị Tuyết Nhung
Lê Văn Tuấn
1. GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN TRAO ĐỔI ION
Trao đổi ion là một dạng quá trình hấp thụ trong đó các ion của dung dịch thay thế những ion của
chất trao đổi không hòa tan.
Hình 1. Mô hình cột trao đổi ion
Dây chuyền của quá trình trao đổi ion: từ nguồn nước nguồn qua cột lọc cát (cột lọc dùng vật liệu
là cát) qua cột nhựa cation đến cột nhựa anion rồi đến cột nhựa hỗn hợp.
1
3. Cột trao đổi
cation
4. Cột trao đổi
anion
5. Cột trao đổi hổn
hợp
2. Cột lọc cát
2
5
3
4
6
6. Nước sau khi xử
lý
1
1. Nước máy

Báo cáo tham quan mô hình cột trao đổi ion – Trung tâm ETM
2. CẤU TẠO CỦA CÁC CỘT TRONG MÔ HÌNH
2.1 Kích Thước Của Các Cột
Cột lọc cát: chiều cao 1m54, đường kính 20cm;
Cột cation: dùng nhựa R-H, chiều cao 1m54, đường kính 10cm;
Cột anion: dùng nhựa R-OH, chiều cao 1m54, đường kính 10cm;
Cột hỗn hợp: dùng cả hai loại nhựa R-H và R-OH, chiều cao 1m54, đường kính 10cm.
2.2 Đường Ống Và Van Được Lắp Theo Hình Sau
Hình 2: Đường ống thu và chuyển nước qua các cột trao đổi và van cánh bướm.
Khi muốn sử dụng mô hình cột trao đổi ion để sản xuất ra nước khử khoáng ta mở van tròn trên
đường ống cấp nước cho chạy qua mô hình và thu nước đầu ra bằng can chuyên dùng.
Nước sau khi qua mô hình trao đổi ion sẽ được lấy đi kiểm tra chỉ tiêu TDS, chỉ tiêu TDS đạt mức
< 0,3 mg/l là đạt tiêu chuẩn. Ta lấy can chứa nước thu nước ngay tại đầu ra của mô hình.
Trong quá trình vận hành luôn thường xuyên kiểm tra chỉ tiêu TDS, nếu chỉ tiêu TDS không đạt
tiêu chuẩn thì lập tức phải dừng hoạt động mô hình để kiểm tra.
Trên hệ thống đường ống ngoài các van dẫn nước đi theo chu trình của mô hình còn có các van xả
sự cố. Các sự cố có thể gặp là tắc lọc, hay muốn kiểm tra từng cột riêng lẻ, khi đó sẽ đóng van dẫn
nước và mở van xả sự cố thu nước ra ở đầu khác và tiến hành phân tích kiểm tra.
2
1

2
1. các van bướm
bằng nhựa
2. ống cấp nước vào
mô hình trao đổi ion.
Nước nguồn
Cột lọc cát
Cột nhựa hỗn hợpNước sau khi xử lý Cột nhựa anion
Cột nhựa cation

Báo cáo tham quan mô hình cột trao đổi ion – Trung tâm ETM
Trên hệ thống có sử dụng van bằng nhựa (cánh bướm) và van sắt (van tròn). Việc dùng các van là
không có vấn đề gì, ống nhựa thì dùng van nhựa và ống sắt dùng van sắt.
Đường ống sắt dẫn nước vào đã được tính toán theo đúng lưu lượng thiết kế cho mô hình. Lưu
lượng bao nhiêu thì người hướng dẫn không biết rõ.
Nước trước khi qua cột trao đổi là nước đã đạt tiêu chuẩn là nguồn nước cấp. Nước qua cột trao
đổi phải khử SS đến mức thấp nhất, việc sử dụng cột lọc cát trước các cột trao đổi ion là để khử
SS (nhằm mục đích phòng ngừa trường hợp đường ống bị hư hỏng và SS gây ra do trong quá trình
vận chuyển nước trong đường ống).
Sau cột lọc cát là cột trao đổi nhựa cation sau đó nước chuyển qua xử lý tại cột trao đổi anion.
Phải dùng cột trao đổi cation trước khi qua cột trao đổi anion bởi vì nếu dùng cột anion trước mà
trong nước có các cation sẽ tạo ra các hydroxid kết tủa, nó sẽ làm hư nhựa và ảnh hưởng làm tắc
quá trình trao đổi.
Sau khi qua cột nhựa cation và cột anion là đến cột hỗn hợp. Mục đích sử dụng cột hỗn hợp là để
trung hòa pH của nước, sao cho pH của nước đạt tiêu chuẩn từ 6,5 -7 không được lớn hơn và cũng
không được nhỏ hơn vì sẽ không đạt đúng tiêu chuẩn. Vì nước qua cột nhựa trao đổi cation và cột
trao đổi anion pH luôn biến động, qua cột nhựa trao đổi cation pH giảm, qua cột nhựa trao đổi
anion pH tăng nên việc dùng cột trao đổi hỗn hợp là cần thiết.
Cột cation lượng nhựa chiếm 70% thể tích cột;
Cột trao đổi anion lượng nhựa chiếm 50% thể tích cột;
Cột lọc cát số lượng cát chiếm 70% thể tích cột.
Theo lý thuyết nhựa thường chiếm 2/3 thể tích cột, thể tích nhựa ở đây được tính toán dựa vào
dung lượng và lượng ion có trong nước nguồn.
Trong cột hỗn hợp nhựa cation và anion tính dựa vào đương lượng của cation và anion, đương
lượng của tất cả các cation bằng đương lượng của tất cả các anion từ đó suy ra lượng nhựa cation
và anion cần sử dụng.
2.3 Quá Trình Hoàn Nguyên Nhựa
Khi nào kiểm tra chỉ tiêu TDS của nước đầu ra không đạt tiêu chuẩn thì tiến hành hoàn nguyên
nhựa. Thời gian hoàn nguyên thường là khoảng 6 tháng.
Khi hoàn nguyên thì dừng mô hình, mở nắp trên cột trao đổi ion và lấy toàn bộ nhựa đã qua trao

đổi ra cho vào thau có chứa sẵn hóa chất. Hoàn nguyên nhựa cation dùng axit, hoàn nguyên nhựa
anion dùng xút.
Khi ngâm để hoàn nguyên có dụng cụ đảo nhẹ hạt nhựa trong môi trường hóa chất. Quá trình hoàn
nguyên là quá trình động không phải quá trình tĩnh. Khi hoàn nguyên phải đảo nhẹ nhựa ở mức độ
nhẹ vừa phải tránh đảo nhựa quá mạnh tay. Nếu nhẹ quá thì hạt nhựa không tiếp xúc tốt với hóa
chất nên nhựa hoàn nguyên không tốt, nếu mạnh quá thì gây ra hiện tượng va đập mạnh sẽ làm vỡ
hạt nhựa gây hỏng nhựa. Hạt nhựa không đều khi tái sử dụng lại dễ gây ra hiện tượng tắc khe, trở
lực tăng, trôi hạt nhựa nhỏ khi rửa.
Tùy theo loại nhựa là nhựa của Trung Quốc, Nhật Bản mà nó sẽ có thời gian sử dụng khác nhau.
Mỗi loại nhựa được nhà sản xuất quy định một thời gian sống nhất định.
3
Báo cáo tham quan mô hình cột trao đổi ion – Trung tâm ETM
Thông thường sau khi hoàn nguyên phải tiến hành thì nghiệm xác định lại dung lượng trao đổi của
hạt nhựa và bổ sung nhựa cần thiết nếu có một ít bị hỏng. Ở đây, mô hình cột trao đổi ion đã được
vận hành trong một thời gian dài, đã có nhiều kinh nghiệm nên quá trình hoàn nguyên rất tốt.
Hoàn nguyên tốt và thật kỹ theo đúng yêu cầu thì sau khi hoàn nguyên toàn bộ lượng nhựa sẽ được
đem vào cột trao đổi tiếp tục sử dụng mà không cần phải xác định lại dung lượng trao đổi, bổ sung
nhựa và thời gian sử dụng rất lâu. Hiện nay thì chưa phải thay đổi nhựa mới.
Nước qua mô hình cột trao đổi ion đạt tiêu chuẩn là nước khử khoáng dùng trong phòng thí
nghiệm. Nước trong phòng thí nghiệm phải sạch các ion để loại bỏ các ảnh hưởng của nước trong
quá trình pha hóa chất và thí nghiệm sẽ gây sai số.
Sau chuyến tham quan mô hình ở trung tâm chúng em đã được biết rõ một mô hình trao đổi ion
trong thực tế vận hành như thế nào, có một số điểm ứng dụng khác với lý thuyết đã được nêu trên.
Do không đủ thời gian và điều kiện nên còn nhiều vấn đề không được người hướng dẫn nói rõ: lưu
lượng của nước vào cột, đường ống xả sự cố vận hành như thế nào, chúng em có tự tìm hiểu
nhưng không biết hiểu như thế là có đúng không.
4