Hạt trao đổi ion là một công nghệ xử lý nước quan trọng được sử dụng rộng rãi trong việc làm mềm nước, loại bỏ kim loại nặng, và điều chỉnh độ pH của nước. Hạt trao đổi ion có khả năng hấp thụ và giải phóng ion khi chúng qua một lớp vật liệu trao đổi ion.
Cơ chế hoạt động của hạt trao đổi ion dựa trên nguyên tắc thay thế các ion không mong muốn trong nước bằng các ion khác từ hạt. Có hai loại chính:
- Hạt trao đổi cation: Những hạt này thường được sử dụng để loại bỏ các ion như canxi (Ca²⁺) và magie (Mg²⁺) – những thành phần chính gây cứng cho nước. Thông qua quá trình này, các ion canxi và magie được thay thế bằng ion natrium (Na⁺) hoặc kali (K⁺), làm mềm nước và ngăn ngừa sự tích tụ canxi gây tắc nghẽn ống nước và hư hại thiết bị.
- Hạt trao đổi anion: Chúng được dùng để loại bỏ các ion âm như clorua (Cl⁻), nitrat (NO₃⁻) và sulfat (SO₄²⁻). Các ion này có thể được thay thế bằng ion hydroxyl (OH⁻) để cải thiện chất lượng nước hoặc điều chỉnh độ pH.
Hạt trao đổi ion thường được làm từ polystyrene sulfonate, được liên kết chéo với divinylbenzene để tạo độ bền cơ học và hóa học. Hệ thống trao đổi ion cần được tái sinh định kỳ để khôi phục hiệu suất của hạt trao đổi ion, quá trình này bao gồm việc rửa ngược hạt với dung dịch muối để loại bỏ các ion đã hấp thụ và thay thế chúng bằng ion mới.
Hạt trao đổi ion là một phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy để xử lý các vấn đề chất lượng nước đặc thù, được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp từ sản xuất nước uống tinh khiết đến các quá trình công nghiệp đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao.
