Kiến thức về nước
Hệ thống làm mềm nước trao đổi ion hoạt động như thế nào?
Hệ thống làm mềm nước trao đổi ion hoạt động như thế nào?
Được biết, chỉ có quá trình trao đổi ion mới thực sự làm mềm nước, bằng cách chiết xuất các khoáng chất gây đóng cặn vôi từ nước cứng. Nhưng làm thế nào để điều đó hoạt động chính xác? Hãy tìm hiểu bên dưới!
Quá trình trao đổi ion liên quan đến việc trao đổi các khoáng chất cứng trong nước, chủ yếu là canxi và magiê, cho các khoáng chất natri. Sự trao đổi được thực hiện bởi vì các khoáng chất có bản chất là ion, có nghĩa là chúng có điện tích. Quá trình trao đổi ion dựa trên thực tế là các điện tích giống nhau đẩy nhau và các điện tích ngược chiều hút nhau.
Một chất làm mềm nước trao đổi ion trao đổi các khoáng chất cứng (canxi và magiê) hòa tan trong nước thành natri. Khoáng chất mềm này được chứa trên các hạt nhựa làm mềm và không tích tụ trên bề mặt dưới dạng cặn.
Trao đổi ion hoạt động như thế nào
Quá trình trao đổi diễn ra bằng cách cho nước cứng đi qua các hạt nhựa trao đổi ion nhân tạo, trong một bình chứa áp suất thích hợp. Nhựa trong hầu hết các chất làm mềm hiện đại (polystyrene divinyl benzen) bao gồm hàng triệu hạt nhựa nhỏ, tất cả đều là các vị trí trao đổi tích điện âm. Các ion được xem xét trong quá trình này (canxi, magiê và natri) đều là các ion mang điện tích dương.
Khi nhựa ở trạng thái cơ bản, các hạt nhựa tích điện âm giữ các ion natri tích điện dương. Khi canxi và magiê tiếp xúc với các hạt nhựa trong quá trình di chuyển qua bể chứa nhựa, chúng sẽ dịch chuyển các ion natri khỏi các vị trí trao đổi.
Quá trình tiếp theo
Có thể trao đổi ion vì hai lý do:
- Tất cả các ion mang điện tích dương không có cùng cường độ của điện tích dương, và
- Nhựa thích các ion canxi và magiê tích điện mạnh hơn là các ion natri yếu hơn.
Sau đó, các ion natri bị dịch chuyển sẽ đi qua ‘lớp nhựa’ và ra khỏi đầu ra của chất làm mềm, do đó chất làm mềm cung cấp nước ‘mềm’.
Quá trình tái sinh
Cuối cùng tất cả các vị trí trao đổi nhựa đều bị canxi và magiê chiếm giữ và không thể diễn ra quá trình trao đổi làm mềm nữa. Hạt nhựa không còn khả năng làm mềm và cần được tái sinh.
Nhựa của chất làm mềm được tái sinh bằng dung dịch nước muối. Trong quá trình tái sinh, dòng nước dịch vụ từ thiết bị làm mềm bị dừng lại.
Nước muối được rút ra từ bể chứa nước muối, trộn nước với muối trong bể chứa. Dung dịch nước muối chảy qua nhựa, tiếp xúc với các hạt nhựa được nạp các ion canxi và magiê. Mặc dù canxi và magiê tích điện mạnh hơn natri, nhưng dung dịch nước muối đậm đặc chứa hàng tỷ ion natri tích điện yếu hơn.
Bằng cách này, các ion natri có khả năng thay thế số lượng nhỏ hơn các ion canxi và magiê. Khi các ion canxi và magiê bị dịch chuyển, các ion natri dương sẽ bị hút vào các vị trí trao đổi tích điện âm trên nhựa.
Cuối cùng, tất cả các vị trí trao đổi được tiếp nhận bởi các ion natri. Nhựa được cho là tái sinh và sẵn sàng cho chu kỳ làm mềm tiếp theo.