Thiết bị làm mềm nước

Thiết bị làm mềm nước hay gọi cách khác là thiết bị xử lý cặn vôi trong nước là một sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực ông nghiệp và dân dụng. Trong dân dụng thiết bị làm mềm nước được ứng dụng như một sản phẩm xử lý CaCO3 khỏi nguồn nước, khi sử dụng không bị cặn vôi đóng cặn ở những thiết bị gia nhiệt, vách kính phòng tắm, sen vòi…. Còn trong công nghiệp được ứng dụng là các hệ thống lọc nước siêu sạch DI, các thiết bị khử độ cứng cho nồi hơi…. Bài Viết dưới đây sẽ giới thiệu đến các bạn sản phẩm thiết bị làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi Ion.

1: Tại sao lại gọi là nước cứng?

Hình ảnh bể lọc làm mềm nước cứng.

Nước cứng là nước có chứa các thành phần như Ca2+ và Mn2+ .

Độ cứng tạm thời của nước là do sự xuất hiện các hàm lượng CaCo3 vượt quá mức mức cho phép, khi gặp nhiệt độ cao các muối này sẽ kết tủa tạo thành các mảng bám lên bề mặt các thiết bị.

2: Cách nhận biết nước cứng:

Hình ảnh hệ thống lọc nước Ro công nghiệp.

Trong lĩnh vực gia đình chúng ta rất dễ dàng nhận biết nước cứng như:

1. Đun nước sôi sẽ có các mảng bám màu trắng đục nằm dưới đáy hoặc nổi một lớp trong siêu đun nước.
2. Trong phòng vệ sinh các mảng bám dính chặt trên kính gây ra màu trắng đục loang lổ.
3. Trên các vòi sen có các vết loang màu trắng đục cọ rửa không sạch.
4. Trên bền chứa nước khi những ngày hè nắng nóng có một lớp cặn trắng sờ vào rất cứng nổi trên mặt nước.
5. Bình nóng lạnh khi hoạt động rất lâu mới có nước nóng.
6. Các đường ống bị tắc do cặn Canxi bám vào.

Trong lĩnh vực công nghiệp:

1. Nồi hơi công nghiệp có rất nhiều mảng bám màu trắng đục bám bên trong nồi.
2. Các tháp giải nhiệt ( Cooling tower ) có rất nhiều các mảng bám vòng quang tháp.
3. Các loại bàn là hơi nước rất nhiều cặn, gây tiêu tốn điện năng.
4. Các đầu bép phun sương hay bị tắc.
5. Các loại máy móc gia nhiệt hoặc màng lọc Ro hay bị tắc nghẽn.

3: Các tác hại của cặn vôi?

Đối với gia đình:

1. Làm hỏng hóc các thanh đốt trong bình nóng lạnh.
2. Làm mất thẩm mỹ trong khu vệ sinh và các sen vòi.
3. Làm tắc đường ống dẫn nước.
4. Làm xoong nồi bị bám cặn gây mất nhiệt.
5. Uống nước có độ cứng cao gây bệnh tật như: Sỏi thận…
6. Tiêu tốn lượng xà phòng giặt.

Đối với công nghiệp:

1. Làm mất nhiệt nồi hơi, gây ăn mòn nồi hơi có thể gây nổ nồi hơi.
2. Gây tiêu tốn điện năng và chất liệu.
3. Gây hư hại các thiết bị tiếp xúc với nước.
4. Làm mất thẩm mỹ của các sản phẩm.
5. Gây hỏng hóc các đường ống dẫn nước.

4: Các phương pháp làm mềm nước cứng:

Trong công nghệ xử lý nước có các phương pháp xử lý nước cứng sau:

1. Sử dụng phương pháp gia nhiệt.
2. Sử dụng phương pháp lọc qua lớp lọc có chứa các lớp hạt nhựa Cation.
3. Sử dụng màng lọc bán thấm.
4. Sử dụng hóa chất.

5: Giới thiệu Các phương pháp làm mềm nước cứng:

Sử dụng phương pháp gia nhiệt:

Hiện tượng cặn vôi bám vào các thiết bị gia nhiệt.

• 2HCO3- → CO32- + H2O + CO2 ­
• Ca2+ + CO32- → CaCO3  ↓
• Nên Ca(HCO3)2 → CaCO3  ↓ + CO2 ­ + H2O

Phương pháp sử dụng hóa chất. Thiết bị làm mềm nước.

Hình ảnh bể lọc thô để xử lý cặn vôi và soda sau quá trình làm mềm nước.

 

Xử lý bằng phương pháp hóa chất với mục đích kệt hợp các ion Ca2+ và  Mg2+ hòa tan trong nước thành các hợp chất không tan có thể kết tủa thành các hạt cặn lớn dễ lắng và lọc.

Các loại hóa chất thường được dùng để làm mềm nước là: vôi, sođa Na2CO3, NaOH…….

Phương pháp làm mềm bằng hóa chất cần phải dựa vào chất lượng nước nguồn và mức độ làm mềm cần thiết để đưa ra phương án hiệu quả.

Phương pháp làm mềm bằng soda

Làm mềm nước bằng vôi + soda là phương pháp có hiệu quả tương đối cao với thành phần ion bất kỳ của nước. Khi cho vôi + Soda vào nước sẽ khử được độ cứng canxi và magie ở mức tương đương với hàm lượng của ion hyđrôcacbonat trong nước.

 

Phương pháp sử dụng màng bán thấm. Thiết bị làm mềm nước.

Hình ảnh hệ thống màng lọc Ro công nghiệp.

Làm mềm nước bằng Màng bán thấm RO hiện nay được coi là phương pháp hiệu quả và tiên tiến nhất hiện nay. Tuy nhiên giá thành vận hành và chi phí đầu tư hệ thống lại rất cao cho nên ít được sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của Màng bán thấm Ro sẽ đi ngược lại với thẩm thấu thông thường.Thẩm thấu thông thường là một quá trình mà nước sẽ chảy từ nơi có nồng độ thấp tới nơi có nồng độ cao.

Chính vì vậy, để tạo ra thẩm thấu ngược cần phải tác dụng thêm một áp suất bên ngoài lớn hơn áp suất thẩm thấu của màng ngăn để nước có thể đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.

Phương pháp xử lý độ cứng bằng màng bán thấm Ro là sử dụng nhiều lớp màng chồng lên nhau từ kích thước lên đến kích thước nhỏ 0,001Micron, mỗi màng lọc trong màng Ro lại có chức năng riêng.

Những màng lọc có kích thước lỗ to sẽ dùng để lọc những tạp chất thô, còn những màng lọc nhỏ hơn sẽ được dùng để lọc những vi khuẩn cũng như những ion.

Tuy nhiên màng Ro sẽ rất hay bị bí tắc do các mảng bám canxi chính vì vậy trước khi vào  hệ thống màng lọc Ro sẽ được lắp đặt các thiết bị lọc cát, lọc than, trao đổi ion, màng siêu lọc rồi mới đến màng lọc Ro để đảm bảo màng lọc Ro không bị tắc nghẽn.

Phương pháp sử dụng lớp hạt trao đổi Ion. Thiết bị làm mềm nước.

Hình ảnh thiết bị làm mềm nước công suất 30m3/giờ.

Quá trình trao đổi ion hiểu là khi lọc nước có chứa các ion cũng là canxi và magie đi qua bể lọc có chứa các lớp lọc là các hạt nhựa đã được cấy phủ trên bề mặt hạt các lớp ion natri.

Các ion natri này sẽ hòa vào nước còn các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ bám dính vào hạt nhựa, Nước sau lọc không còn hoặc còn ít các ion Ca2+ và Mg2+, nước này đã được làm mềm nhưng trong nước đã được làm mềm hàm lượng na+ tăng lên một lượng tương ứng với lượng ion Ca2+ và Mg2+ đã mất đi trong quá trình trao đổi ion.

Tái tạo hạt trao đổi ion trong thiết bị làm mềm nước.

– Sau quá trình hoạt động khả năng trao đổi ion của lớp hạt nhựa gần cạn kiệt, độ cứng trong nước sau lọc bắt đầu tăng lên vượt cao hơn mức quy định chúng ta phải tiến hành rửa lọc để loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+ đã dính vào lớp hạt nhựa và thế chỗ cho các ion này là các ion Na+ sẽ đưa vào bể lọc, phục hồi lại khả năng trao đổi của hạt lọc. Quá trinh này gọi là quá trinh hoàn nguyên lại bể lọc Cationit.

– Trong quá trinh hoàn nguyên phải đưa được ion Ca2+ và Mg2+ ra ngoài bể lọc và cấy lại vào bề mặt hạt lọc lớp ion Na+ mới để cho quá trình này sảy ra trong lớp lọc, làm tơi các hạt lọc và làm lỏng lẻo sự kết dính của ion Ca2+ và Mg2+ ở bề mặt hạt lọc, rồi cho dung dịch có nồng độ cao của ion Na+ vào tiếp xúc với bề mặt các hạt để thực hiện quá trình đẩy các Ion Ca và Mg ra khỏi hạt lọc.

Dung dịch lựa chọn để tái tạo hạt ion trong thiết bị làm mềm nước.

– Dung dịch hoàn nguyên được chọn là dung dịch muối NaCl hoặc dung dịch Acid có nồng độ thích hợp. Khi dung dịch NaCl vào nước NaCl sẽ được phân ly thành Ion Na+ và Cl-, Ion Na+ với nồng độ đủ lớn sẽ thế chỗ cho các ion Ca2+ và Mg2+ tan vào nước, cùng với ion Cl- được thoát ra ngoài theo đường nước thải. Dung dịch hoàn nguyên NaCl đưa vào bể lọc qua thiết bị phân phối đặt trên đỉnh bể lọc, dung dịch hoàn nguyên đi qua lớp trao đổi ion theo chiều từ trên xuống dưới. Sau quá trình hoàn nguyên các hạt đã phục hồi lại khả năng trao đổi, sau đó sẽ được rửa xuôi để loại bỏ dung dịch muối hoàn nguyên thừa còn lại trong lỗ rỗng giữa các hạt rồi đưa bể lọc trở lại làm việc bình thường.

6:Đánh giá các quá trình làm mềm nước:

Trong các phương pháp nêu trên thì phương pháp làm mềm nước bằng các lớp lọc Cation được đánh giá là có hiệu quả cao, chi phí đầu tư và thấp nhất.

Trong một vài trường hợp yêu cầu độ cứng duy trì ở mức nhỏ dưới 1mg/l thì sẽ được sử dụng kết hợp giữa hai công nghệ làlàm mềm và Ro để hàm lượng CaCO3 luôn ở mức nhỏ.

Sản phẩm doanh nghiệp: Công ty TNHH Công Nghệ Môi Trường ADC Việt Nam