2. Khuếch tán ion trong hạt
Dung Lượng Trao Đổi
Dung Lượng Trao Đổi
Nhựa trao đổi ion meq/g nhựa khơ meq/ml thể tích nhựa Nhựa acid mạnh 2,0 – 5,0 0,6 – 2,5
Nhựa acid yếu 2,5 – 10,0 1,0 – 4,0 Nhựa bazơ mạnh 3,0 – 5,0 0,7 – 1,6
Nhựa bazơ yếu 5,0 – 8,0 2,0 – 2,5
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
SOSO3322 SO3322 - - SOSO3322 - - SOSO3322 - - SO SO3322 - - SO SO3322 - - SO SO3322 - - SO SO3322 - - SO SO3322 - - H H++ H H++ H H++ H H++ H H++ H H++ H H++ H H++ L p h p ph (l p c ớ ấ ụ ớ ố L p h p ph (l p c ớ ấ ụ ớ ố đ nh): 2 l pị ớ đ nh): 2 l pị ớ L p khu ch tán (l p cĩ L p khu ch tán (l p cĩ ớớ ếế ớớ th chuy n đ ng) ể ể ộ th chuy n đ ng) ể ể ộ
Nguyên Lý Trao Đổi Ion
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Khi chất trao đổi ion gặp chất điện giải Khi chất trao đổi ion gặp chất điện giải Nguyên Lý Trao Đổi Ion
Nguyên Lý Trao Đổi Ion
Tác dụng trao đổi;Tác dụng trao đổi;
Tác dụng nén ép:Tác dụng nén ép:
•Nồng độ muối trong dNồng độ muối trong d22
lớp khuếch tán bị nén éplớp khuếch tán bị nén ép
ion ngược dấu lớp khuếch tán thành của lớp ion ngược dấu lớp khuếch tán thành của lớp
hấp phụhấp phụ
phạm vi hoạt động của lớp khuếch tán trở phạm vi hoạt động của lớp khuếch tán trở
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Vật LýTính Năng Vật Lý
Màu sắcMàu sắc : hơi thẫm;: hơi thẫm;
Hình tháiHình thái : viên trịn;: viên trịn;
Cỡ hạtCỡ hạt : 20 – 40 mesh: 20 – 40 mesh
Hạt lớn Hạt lớn tốc độ trao đổi chậm; tốc độ trao đổi chậm;
Hạt nhỏ Hạt nhỏ tổn thất áp lực lớn; tổn thất áp lực lớn;
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Vật LýTính Năng Vật Lý Tỷ trọngTỷ trọng
Khối lượng khơ thực Khối lượng khơ thực
Thể tích thực của hạt nhựa Thể tích thực của hạt nhựa Tỷ trọng khơ thật = Tỷ trọng khơ thật = (1,6 g/ml)(1,6 g/ml)
Khối lượng nhựa ẩm Khối lượng nhựa ẩm Thể tích của hạt nhựa ẩm Thể tích của hạt nhựa ẩm Tỷ trọng ẩm thật = Tỷ trọng ẩm thật = (1,04 – 1,3 g/ml)(1,04 – 1,3 g/ml)
Khối lượng nhựa ẩm Khối lượng nhựa ẩm Thể tích đống của nhựa ẩm Thể tích đống của nhựa ẩm
Tỷ trọng ẩm biểu kiến = Tỷ trọng ẩm biểu kiến =
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Độ Độ nở nở Độ liên kết càng nhỏ Độ liên kết càng nhỏ độ nở càng lớn; độ nở càng lớn; CTĐ càng dễ điện ly CTĐ càng dễ điện ly độ nở càng lớn; độ nở càng lớn;
Dung lg trao đổi càng lớn Dung lg trao đổi càng lớn độ nở càng lớn; độ nở càng lớn;
Nồng độ chất điện giải càng lớn Nồng độ chất điện giải càng lớn
áp suất thẩm thấu áp suất thẩm thấu
lớp điện tích kép bị co lại lớp điện tích kép bị co lại độ nở độ nở ..
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Độ Độ nở nở Tính Năng Vật LýTính Năng Vật Lý
Độ hydrat của ion cĩ khả năng trao đổi càng lớn
Độ hydrat của ion cĩ khả năng trao đổi càng lớn
bán kính hydrat lớn bán kính hydrat lớn độ nở càng lớn: độ nở càng lớn:
Cation acid mạnh: HCation acid mạnh: H++ > Na > Na++ > NH > NH44++ > K > K++ > Ag > Ag++
Anion bazờ mạnh: OHAnion bazờ mạnh: OH-- > HCO > HCO33-- ~ SO ~ SO442-2- > Cl > Cl--
R-Na R-Na R-H R-H thể tích tăng 5% thể tích tăng 5%
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Vật LýTính Năng Vật Lý
Tính chịu mài mịn: tổn thất < 3-7%/nămTính chịu mài mịn: tổn thất < 3-7%/năm
Tính hịa tan;Tính hịa tan;
Tính chịu nhiệt: Tính chịu nhiệt:
Cationit: chịu được nhiệt độ > 100Cationit: chịu được nhiệt độ > 10000C;C;
Anionit kiềm mạnh: ~ 60Anionit kiềm mạnh: ~ 6000C;C;
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Vật LýTính Năng Vật Lý
Tính dẫn điệnTính dẫn điện
Khơ: khơng dẫn điện;Khơ: khơng dẫn điện;
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Hĩa HọcTính Năng Hĩa Học
Tính thuận nghịch;Tính thuận nghịch;
Tính acid, bazờ;Tính acid, bazờ;
Tính trung hịa, thủy phânTính trung hịa, thủy phân
RSORSO33H + NaOH H + NaOH RSO RSO33Na + HNa + H22OO
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Hĩa HọcTính Năng Hĩa Học Tính lựa chọn:Tính lựa chọn:
Điện tích ion càng lớn Điện tích ion càng lớn càng dễ bị trao đổi; càng dễ bị trao đổi;
Số thứ tự nguyên tử lớn Số thứ tự nguyên tử lớn bán kính hydrat nhỏ bán kính hydrat nhỏdễ TĐdễ TĐ
Tính lựa chọn của cationit:Tính lựa chọn của cationit:
FeFe3+3+ > Al > Al3+3+ > Ca > Ca2+ 2+ > Mg> Mg2+2+ > K > K++ ~ NH ~ NH44++ > Na > Na++ > Li > Li++
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Hĩa HọcTính Năng Hĩa Học Tính lựa chọn:Tính lựa chọn:
D
D22 đậm đặc đậm đặc ảnh hưởng của ion: ảnh hưởng của ion: * Cation acid mạnh R-SO
* Cation acid mạnh R-SO33--::
FeFe3+3+ > Al > Al3+3+ > Ca > Ca2+2+ > Mg > Mg2+2+ > K > K++ ~ NH ~ NH44++ > Na > Na++
> H> H++ > Li > Li++
* Cation acid yếu R-COO
* Cation acid yếu R-COO--::
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Chất Trao Đổi Ion
Tính Năng Hĩa HọcTính Năng Hĩa Học Tính lựa chọn:Tính lựa chọn:
Tính lựa chọn của anionit:Tính lựa chọn của anionit:
OHOH-- > SO > SO442-2- > NO > NO33-- > Cl > Cl-- > HCO > HCO33--
Dung lượng trao đổiDung lượng trao đổi
Tổng dung lượng trao đổi;Tổng dung lượng trao đổi;
Dung lượng trao đổi cân bằng;Dung lượng trao đổi cân bằng;
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Nguyên lý trao đổi tháp cố định
Nguyên lý trao đổi tháp cố định
Nước vào Nước vào Fe Fe3+3+ Ca Ca2+2+ Na Na++ Na Na++ + H + H++ Nước ra Nước ra Nước vào Nước vào Fe Fe3+3+ Ca Ca2+2+ Na Na++ Na Na++ + H + H++ Nước ra Nước ra Nước vào Nước vào Fe Fe3+3+ Ca Ca2+2+ Nước ra Nước ra
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Trao đổi ion làm mềm nước
Trao đổi ion làm mềm nước
Nước vào Nước vào Na Na++ Nước ra Nước ra Trao đổi Trao đổi 2NaR + Ca
2NaR + Ca2+2+ (Mg (Mg2+2+) ) →→ (Mg) CaR (Mg) CaR22 + 2Na + 2Na++
Tái sinh
Tái sinh
(Mg) CaR
(Mg) CaR22 + 2Na + 2Na++ →→ 2NaR + Ca 2NaR + Ca2+2+ (Mg
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Trao đổi ion làm mềm nước
Trao đổi ion làm mềm nước
Nước vào
Nước vào
Na
Khoa CN&QL Mơi Trường
Khoa CN&QL Mơi Trường Đại Học Văn LangĐại Học Văn Lang
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Trao đổi ion làm mềm nước
Trao đổi ion làm mềm nước
Chất lượng nước sau XL cĩ thể đạt Hardness = 1 Chất lượng nước sau XL cĩ thể đạt Hardness = 1 mg/L
mg/L Cần tăng thêm bình trao đổi;Trở lực của nước trong vận hành lớn hơnCần tăng thêm bình trao đổi;Trở lực của nước trong vận hành lớn hơn
Độ kiềm bicarbonate trong nước ở bất kỳ dạng nào Độ kiềm bicarbonate trong nước ở bất kỳ dạng nào đều
đều
chuyển thành NaHCOchuyển thành NaHCO33
2NaHCO2NaHCO33 →→ Na Na22COCO33 + CO + CO22 ↑↑ + H + H22OO
NaNa22COCO33 + H + H22O O →→ 2NaOH + CO 2NaOH + CO22 ↑↑
Tính kiềm của nước lị hơi tăng, đg ống bị ăn mịn Tính kiềm của nước lị hơi tăng, đg ống bị ăn mịn bởi
bởi
XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI IONXỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION XỬ LÝ BẰNG QT TRAO ĐỔI ION
Trao đổi ion làm mềm nước
Trao đổi ion làm mềm nước
Nước vào Nước vào H H NaNa CO CO22 Két nước Két nước KK KK