Hạt nhựa trao đổi ion là gì?

Hạt nhựa trao đổi ion còn có tên gọi khác là hạt Resin. Đây là một trong những vật liệu lọc nước tương đối đặc biệt. Bởi chúng không xử lý các tạp chất, chất hữu cơ trong nước theo cơ chế hấp thụ hay giữ lại mà chứa các hạt ion có thể trao đổi với các ion khác trong nước khi đi qua cột.

Quá trình trao đổi ion của hạt nhựa diễn ra nhanh chóng và không làm thay đổi tính chất vật lý của hạt. Vì vậy, không cần phải thay hạt sau mỗi lần lọc nước mà có thể sử dụng lâu dài khoảng 18 – 24 tháng mới cần phải thay thế.

Hạt trao đổi nhựa ion là sản phẩm của quá trình trùng ngưng styren và divinylbenzen DVB. Khi đó, các phân tử styren nắm vai trò chính trong việc tạo nên cấu trúc của hạt. Còn divinylbenzene DVB được sử dụng như một chiếc cầu nối giữa các Polyme với nhau để tạo nên tính không tan của hạt. Vì vậy, dù có cấu trúc rỗng bên trong nhưng hạt trao đổi ion vẫn rất bền chắc và không bị tan hoặc ăn mòn khi tiếp xúc lâu dài với nước.

Mặc dù không bị tan trong nước nhưng hạt nhựa này lại có thể giúp loại bỏ tạp chất ion rồi thay thế chúng bằng các ion khác cùng diện tích. Từ đó, không làm cho tính chất vật lý của nước bị biến đổi.

Xét về mặt cấu tạo, hạt nhựa trao đổi ion có 2 thành phần chính bao gồm:

• Polyme – thành tố cơ bản của chất trao đổi ion.
• Các nhóm ion được sử dụng để trao đổi qua lại.

Một số loại hạt trao đổi ion phổ biến

Hiện nay, trên thị trường có 4 loại hạt trao đổi ion được sử dụng phổ biến nhất gồm có:

• Hạt cation axit mạnh: Loại hạt này có khả năng tách ion dương H+ từ dung dịch điện ly. Sau đó, đẩy mạnh quá trình trao đổi các ion trong nước nhằm loại bỏ tình trạng nước cứng. Hạt cation axit mạnh hiện đang rất được ưa chuộng và sử dụng nhiều trong quá trình lọc nước. Loại hạt này có khả năng tái sinh lại nên có thể sử dụng nhiều lần.
• Hạt cation axit yếu: Về cơ bản, loại hạt này có đặc tính tương tự như hạt cation mạnh. Tuy nhiên, quá trình tách H+ và trao đổi ion của loại hạt này yếu hơn khá nhiều nên chỉ sử dụng để hoạt động trong môi trường có chứa trong dung dịch axit hơi chua hoặc chứa kiềm.
• Hạt anion bazo mạnh: Loại hạt này chứa các anion mang tính kiềm nên có khả năng phân ly nhóm OH- trong nước. Chúng hấp thụ được các ion mang điện tích dương trong các môi trường mà không cần phải lo lắng về nồng độ PH.
• Hạt anion bazo yếu: Quá trình trao đổi ion của loại hạt này cũng tương tự như hạt anion bazo mạnh. Tuy nhiên, do hàm lượng kiềm trong hạt yếu nên khi sử dụng cần phải đặt trong môi trường có nồng độ PH tiêu chuẩn.

Ngoài ra còn có hạt trao đổi ion lưỡng tính có thể trao đổi được của nhựa anion và hạt nhựa cation để lọc sạch các tạp chất trong nước.

Những đặc tính cơ bản của hạt nhựa trao đổi ion

Những đặc tính của hạt nhựa trao đổi ion như sau:

• Màu sắc bình thường của hạn nhựa trao đổi ion là màu đen, màu vàng, màu nâu. Sau khi sử dụng 1 thời gian, màu sắc của hạt sẽ thay đổi một chút và thường trở nên thẫm hơn so với ban đầu.
• Hình dáng và kích thước: Hạt Resin thường có hình dạng tròn hoặc hình cầu. Kích thước dao động từ 0.42mm – 1.25mm.
• Tính chịu nhiệt: Nhiệt độ hoạt động phù hợp nhất của hạt Resin là từ 20 – 50 độ C. Nếu nhiệt độ trong nước vượt quá giới hạn thì hạt này sẽ bị phân giải và mất đi tác dụng trao đổi ion.
• Độ nở: Hạt nhựa trao đổi ion khi đưa vào nước sẽ nở ra khiến thể tích hạt tăng lên đáng kể.
• Tính dẫn nhiệt: Khả năng dẫn điện của hạt Resin phụ thuộc vào dạng ion của nó. Những hạt chứa chất trao đổi mang ion âm có khả năng dẫn điện tốt.
• Tính mài mòn: Trong quá trình sử dụng, các hạt nhựa trao đổi ion sẽ va chạm vào nhau gây mài mòn, co ngót hoặc vỡ vụn. Tuy nhiên, điều này không hề ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của chúng.
• Khả năng chịu Oxy hóa: Nếu bị oxy hóa mạnh, hạt resin sẽ trở nên trơ và mất đi khả năng trao đổi ion. Khi đó, cần phải thay thế hạt mới cho quá trình xử lý nước.

Ưu điểm và nhược điểm của hạt nhựa

Ưu điểm của hạt nhựa ion

Hạt nhựa trao đổi ion có thể loại bỏ các thành phần canxi, magie trong nước cứng. Từ đó, giúp nước trở nên mềm và an toàn với sức khỏe con người hơn. Điều này vừa góp phần nâng cao thể chất cho người sử dụng, vừa bảo vệ các thiết bị thường xuyên tiếp xúc với nước khỏi nguy cơ hư hỏng.

Sử dụng nguồn nước bị nhiễm canxi và magie quá cao sẽ khiến cho làn da, mái tóc của bạn bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Vì vậy, nhờ vào hạt nhựa làm mềm nước, nguy cơ mắc các căn bệnh da liễu sẽ được giảm trừ hiệu quả.

Hạt nhựa cation có khả năng hoàn nguyên lại sau khi đã trao đổi ion. Vì vậy, đây là vật liệu lọc nước có tuổi thọ cao. Phải sau khoảng 6 tháng sử dụng, bạn mới cần thay thế sản phẩm. Từ đó, giúp tiết kiệm chi phí cho hệ thống xử lý nước sạch.

Về cơ bản, giá thành của hạt nhựa cation không quá cao nhưng lại có hiệu quả sử dụng tốt. Bởi ngoài tính năng làm mềm nước, loại hạt này còn góp phần loại bỏ một số thành tố độc hại trong nước. Từ đó, góp phần nâng cao chất lượng nước, bảo vệ sức khỏe con người.

Hạt nhựa trao đổi ion không tan trong nước, không có thành phần gây hại cho môi trường. Vì vậy, rất an toàn và thân thiện với con người cũng như thiên nhiên.

Nhược điểm của hạt nhựa ion

Loại hạt này chỉ chủ yếu sử dụng để trao đổi ion, làm mềm nước. Đối với các chất hữu cơ hoặc ion Fe3, loại hạt này không có khả năng lọc ra khỏi nước.

Ngược lại, chất hữu cơ và ion Fe3 lại gây ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của hạt. Vì vậy, cần phải tiến hành loại bỏ trước hai yếu tố trên để bảo vệ hạt.

Ứng dụng của hạt nhựa trao đổi ion

Hạt nhựa trao đổi ion với chức năng chính là cách xử lý nước cứng, làm mềm nước và loại bỏ các khoáng chất không cần thiết. Vì vậy, chúng đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, điển hình trong đó phải kể đến như:

• Xử lý nước sạch sinh hoạt cho các hộ gia đình, chung cư, biệt thự liền kề, trường học…
• Xử lý nước trong dây chuyền sản xuất nước khoáng, nước tinh khiết đóng chai…

• Làm mềm nước để cung cấp nước sạch cho các khu nhà xưởng, khu chế xuất, khu chế biến lương thực, thực phẩm.
• Xử lý nước sạch trong lĩnh vực công nghiệp sản xuất nước ngọt, rượu bia.

Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion là một trong những quy trình xử lý nước quan trọng cho các cơ sở y tế, phòng thí nghiệm, công ty sản xuất dược phẩm hoặc hóa mỹ phẩm.

Hiện nay, công ty cổ phần công nghệ môi trường Tân Việt Xanh đang là đơn vị bán hạt nhựa trao đổi ion chất lượng tốt với đầy đủ chứng nhận sản phẩm. Nếu bạn đang có ý định mua sản phẩm này hay cần báo giá hạt nhựa trao đổi ion, hãy liên hệ với chúng tôi theo số Hotline: 0937 363 559 để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ các chuyên gia.

Ứng dụng thực tế của hạt nhựa trao đổi ion

Một trong những ứng dụng của vật liệu xử lý nước hạt nhựa trao đổi ion là làm mềm nước, loại bỏ kiềm và các khoáng chất không cần thiết trong nước. – Đối với làm mềm nước, hạt nhựa trao đổi sẽ giúp loại bỏ nước cứng bằng cách làm giảm nồng độ Ca2+, Mg2+. – Loại bỏ các khoáng chất không cần thiết trong nước: Bari, Asen, Brom..

Cách thức hoạt động của hạt nhựa trao đổi ion

Trao đổi ion là sự trao đổi thuận nghịch của các hạt tích điện hoặc các ion có tính chất tương tự. Hoạt động xảy ra khi các ion có trong cấu trúc của hạt nhựa trao đổi ion không hòa tan trao đổi hiệu quả vị trí với các ion có điện tích tương tự có chứa trong môi trường dung dịch. Hạt nhựa hoạt động theo cách 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 và những phản ứng này sẽ tiếp tục liên kết với các nhóm chức năng cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng

Trong toàn bộ quá trình, nước sẽ chảy qua các hạt trao đổi ion, các nhóm chức năng của hạt sẽ thu hút bất kỳ một phản ứng nào có trong nước. Nếu các nhóm chức này có áp lực lớn hơn các nhóm ion mới so với các nhóm đã có, các ion trong dung dịch sẽ đẩy các ion hiện có và thay thế chúng, liên kết với các nhóm chức năng thông qua lực hút tĩnh điện chung. Kích thước hoặc hóa trị của ion càng lớn thì áp lực sẽ càng lớn với các ion của điện tích trái dấu. Theo thời gian, các ion ô nhiễm liên kết với tất cả các vị trí trao đổi sẵn có trong cấu trúc nhựa. Khi nhựa đã cạn kiệt thì cần phục hồi qua quá trình tái sinh nhựa. Tùy thuộc vào từng loại nhựa mà chất tái sinh có thể là dung dịch muối hoặc axit. Trong quá trình tái sinh, hạt nhựa trao đổi ion sẽ giải phóng các ion gây ô nhiễm và hoán đổi chúng cho các ion có trong dung dịch tái sinh. Sau đó, các ion gây ô nhiễm sẽ được thải ra ngoài. Trong nhiều trường hợp, hạt nhựa trao đổi ion được rửa sạch để loại bỏ bất kỳ chất tái sinh còn sót lại sau quá trình tái sinh. Hạt nhựa trao đổi ion bản chất là tạo ra một môi trường vật lý mà ở đó nó tạo điều kiện cho các phản ứng trao đổi ion. Hạt nhựa trao đổi ion không tham gia phản ứng, không tan trong nước nên rất an toàn