Trong công nghệ xử lý nước, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để
tách các hợp chất tích điện ra khỏi nước. Như vậy, sau khi qua xử lý trao đổi ion,
độ cứng và nồng độ các cation và anion có trong nước sẽ giảm xuống. Bản chất của phương pháp trao đổi ion là sự tương tác giữa nước với pha rắn có chứa sẵn các ion có thể đổi chổ với các ion có trong nguồn nước cần xử lý. Các chất tạo nên pha rắn được gọi là ionit (nhựa trao đổi ion). Ionit có khả năng tham giao trao
đổi với các ion dương được gọi là cationit và ionit tham gia trao đổi với các ion âm được gọi là anionit.
Vấn đề cần lưu ý là nước trước khi vào thiết bị trao đổi ion không được chứa các cấu từ lơ lửng, chlorie và các khí hòa tan khác. Nếu không, nước sẽ làm bẩn các hạt ionit và làm giảm khả năng trao đổi ion của chúng. Như vậy, ta cần thực hiện quá trình lắng lọc và bài khí trước khi sử dụng phương pháp trao đổi ion.
Khi cho nước qua cột cationit, các cation có trong nước sẽ bị giữ lại trên cột. Sơđồ trao đổi ion của các muối hòa tan calcium được biểu diễn như sau:
CaCl2 + H2-Resin Ca-Resin + 2HCl
CaCO3 + H2-Resin Ca-Resin _ H2O + CO2
CaSO4 + H2-Resin Ca-Resin + H2SO4 CăNO3)2 + H2-Resin Ca-Resin + 2HNO3
Như vậy, nồng độ các cation có trong nước sau khi xử lý sẽ giảm xuống. Tuy nhiên, trong nước sẽ xuất hiện các acid và làm giảm giá trị pH của nước. Để
tách các acid ra khỏi nước, ta sử dụng phương pháp trao đổi anion. Sơđồ trao đổi như sau:
HCl + HO-Resin Cl-Resin + H2O
H2SO4 + (HO)2-Resin SO4-Resin + H2O HNO3 + HO-Resin NO3-Resin + H2O
Như vậy, các anion như Cl-, NO3- SO4- … sẽ được tách ra khỏi nước sau khi qua cột anionit.
Trong thực tế sản xuất, người ta sẽ cho nước lần lượt qua cột cationit rồi qua cột anionit. Kết quả cuối cùng là sẽ làm giảm độ cứng và nồng độ các ion khác có trong nguồn nước cần xử lý.
(nguồn: Lê Văn Việt Mẫn)