Xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion trước đây từng là một khái niệm xa lạ với nhiều người. Tuy nhiên, khi nước thải ngày càng phức tạp, phương pháp trao đổi ion này càng được ứng dụng nhiều hơn. Cùng xem qua những đặc điểm cũng như các ứng dụng của phương pháp trao đổi ion cực kì hiệu quả này.
Công nghệ xử lý nước thải trao đổi ion là gì?
Công nghệ xử lý nước thải trao đổi ion là một phương pháp để tách chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Những đối tượng mà phương pháp trao đổi ion này hướng tới là các hợp chất kim loại nặng hay các chất phóng xạ nguy hiểm.
Phương pháp trao đổi ion là một quá trình tách những ion ra khỏi dung dịch và thay thế bằng các ion có lợi khác. Quá trình này được diễn ra nhờ các phản ứng hóa học trên các thiết bị chuyên dụng.
Phương pháp trao đổi ion về cụ thể là sự trao đổi ion giữa pha lỏng và ion pha rắn. Kết quả của sự trao đổi này là các ion trong pha lỏng sẽ thay thế các ion trong khung nhựa trao đổi. Về cụ thể thì quá trình này sẽ phụ thuộc vào trong dạng nhựa trao đổi cũng như các loại ion khác nhau.
Nguyên lý hoạt động của công nghệ trao đổi ion
Hiện tượng thay thế của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion được diễn ra dựa trên các đặc tính điện. Mỗi ion khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành hai dạng hạt là cation và anion. Trong đó:
- Hạt cation có vai trò làm mềm nước và khử khoáng. Các khoáng chất bị loại bởi cation thường là Ca2 +, Cr3 +, Cr6 +, Fe3 +, Mg2… Các hạt cation còn chứa một lượng khá lớn H+ và góp phần tạo nên quá trình trao đổi giữa ion dương và cation trong nước.
- Hạt anion giữ vai trò khử khoáng và hấp thụ axit do chứa nhiều gốc OH. Các hợp chất được loại bỏ bởi anion thường là asen, cacbonat, clo, xyanua, nitrat, silica…
Hạt nhựa trao đổi trong phương pháp trao đổi ion là sự phức hợp của các hợp chất hay các polyme cao phân tử với kích thước nhỏ và trạng thái xốp. Chúng kết hợp với nhau tạo thành một mạng lưới các hydrocacbon được liên kết tĩnh điện. Cấu trúc của hạt nhựa này là một nhóm hoạt động kết hợp cùng một nhóm trao đổi chất.
Phương pháp trao đổi ion gồm các hạt nhựa ion dương như R-Na, RH, R-NH4 (với R- là anion) liên kết với các cation Ca2+, Mg2+… và sao đó trao đổi trực tiếp với các ion tan như Na+, H+, NH4+…
Các phương pháp trao đổi ion
Hiện nay, có hai phương pháp trao đổi ion phổ biến là trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động và trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh.
-
Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động
Phương pháp trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động sẽ được vận hành và tái sinh một cách liên tục.
-
Trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh
Phương pháp trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động sẽ được vận hành và tái sinh một cách gián đoạn.
Ứng dụng của công nghệ trao đổi ion trong xử lý nước thải
-
Ứng dụng để thu hồi axit cromic
Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để có thể thu hồi axit cromic trong một số nước thải. Trong đó, nước thải xi mạ chính là một loại nước thải tồn tại nhiều axit cromic nhất.
Xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion sẽ diễn ra theo công đoạn xử lý trên cột nhựa trao đổi cation nhằm khử kim loại nặng. Nước thải sau khi được xử lý sẽ tuần hoàn trở lại bể mạ và tiếp tục xử lý. Đồng thời, khi hàm lượng crom trong bể mạ quá cao thì nước thải cần phải được pha loãng để có thể thực hiện trao đổi ion hiệu quả, giúp quá trình xử lý hiệu quả hơn.
-
Xử lý nước thải rửa
Để có thể xử lý nước thải rửa bằng phương pháp trao đổi ion cần sử dụng cột nhựa, tạo ra các cation axit mạnh nhằm khử kim loại nặng. Theo đó, nước thải sẽ được tiếp xúc với cột nhựa anion mang tính kiềm để thu hồi cromat và khử khoáng.
Tiếp theo đó, nước gồm Na2CrO4 và NaOH được dẫn qua cột trao đổi cation để thu hồi hoàn toàn axit. Như vậy, kết quả của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion là thu hồi được axit cromic, nước được trung hòa bởi kiềm và các kim loại nặng sẽ tạo ra kết tủa rồi lắng tại bể.
-
Xử lý nguồn nước cấp
Ngoài xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion, người ta còn ứng dụng công nghệ này cho việc xử lý nguồn nước cấp. Nhờ vào phương pháp trao đổi này, nước cấp được làm mềm, khử muối khử khoáng, nito, kim loại… để trở nên lành tính trong sinh hoạt.
Đánh giá về công nghệ trao đổi ion
-
Ưu điểm
Xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là khả năng xử lý vô cùng triệt để, có thể loại bỏ một cách hiệu quả các kim loại nặng. Đồng thời, phương pháp này có khả năng chọn lọc để giữ lại các thành phần kim loại vô hại.
Ứng dụng phương pháp trao đổi ion được đánh giá là ít tiêu tốn năng lượng. Đồng thời các hạt nhựa ion khá bền, có thể sử dụng lâu dài nên tiết kiệm được chi phí vật liệu.
-
Nhược điểm
Xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion thường đòi hỏi chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì khác cao. Đồng thời, công nghệ này thường chỉ phù hợp để ứng dụng cho các dạng nước thải yêu cầu xử lý tối đa.
Bất kỳ phương pháp xử lý nước thải nào cũng đều sở hữu những ưu, nhược điểm riêng biệt. Phương pháp trao đổi ion với những đặc điểm của mình đảm bảo sẽ trở thành một trợ thủ đắc lực cho quý khách trong quá trình xử lý nước thải. Tuy nhiên, chắc chắn còn nhiều vấn đề khác liên quan đến cách vận hành, lưu ý mà quý khách cần có sự tư vấn hỗ trợ từ các đơn vị chuyên môn. Trước khi chọn lựa, lắp đặt công nghệ xử lý nước thải cho nhà, đừng bỏ qua sự hỗ trợ từ HANA qua đường dây liên hệ sau:
Hotline: 0985.99.4949
Địa chỉ: 20/6 Nguyễn Văn Dung, P.6, Q. Gò Vấp, TP. HCM
Email: mail@moitruonghana.com
