Danh sách sản phẩm
Nội dung danh mục
Nước cứng chứa hàm lượng Canxi cacbonat (CaCO3) vượt ngưỡng 200 mg/L không chỉ gây đóng cặn nghiêm trọng trong nồi hơi, đường ống và màng RO của hệ thống xử lý nước công nghiệp (giảm hiệu suất 30-50%, tăng chi phí bảo dưỡng lên gấp đôi), mà còn làm hỏng thiết bị sinh hoạt như máy giặt, vòi sen ở hộ gia đình. Các ion Ca2+ và Mg2+ chính là “thủ phạm”, đòi hỏi giải pháp trao đổi ion hiệu quả để loại bỏ triệt để. Hạt cation – hay hạt nhựa trao đổi cation – nổi lên như tiêu chuẩn kỹ thuật tất yếu, với dung lượng trao đổi tối thiểu 2.0 meq/g (dạng Na+) và kích thước hạt đồng nhất 0.315-1.25 mm từ các OEM hàng đầu như Purolite C100 hay Trilite MC-08. Toàn Á JSC mang đến hướng dẫn toàn diện giúp kỹ sư và chủ cơ sở tối ưu hệ thống, bắt đầu từ cấu tạo và đặc tính cốt lõi của loại hạt này.
Hạt Cation là gì? Cấu tạo và đặc tính của hạt nhựa trao đổi cation
Hạt cation (hay nhựa trao đổi ion dương – Cation Exchange Resin) là vật liệu polymer không tan trong nước, có cấu trúc hạt nhỏ từ 0.315 – 1.25 mm, tạo diện tích bề mặt tiếp xúc lớn để trao đổi ion hiệu quả. Đặc tính cốt lõi là khả năng thay thế các ion dương tự do trên bề mặt hạt (như Na+ hoặc H+) bằng ion kim loại từ nước cứng (Ca2+, Mg2+).
Cấu tạo cơ bản bao gồm:
- Phần gốc (Matrix): Khung polymer từ Styrene (cho độ bền cao) hoặc Acrylic (cho tính linh hoạt), hình thành cấu trúc xốp ba chiều.
- Nhóm hoạt tính: Các nhóm chức như Axit Sulfonic (SO3H) hoặc Carboxylic (COOH) liên kết chặt chẽ với matrix, chịu trách nhiệm thu hút và trao đổi ion.
- Đặc tính bề mặt: Độ ẩm 43 – 50%, màu vàng nhạt đến trắng sữa, tỷ trọng 780 – 880 g/L.
Kích thước hạt đồng nhất (hệ số max 1.7) đảm bảo dòng chảy đều trong cột lọc, tối ưu hóa tốc độ trao đổi lên đến 2.0 meq/g (dạng Na+).
Tại sao cấu trúc khung Polymer quyết định độ bền của hạt?
Khung polymer đóng vai trò “bộ khung chịu lực”, giữ vững các nhóm chức trao đổi ion dưới áp lực dòng chảy 0.5 – 5 m³/h trong cột lọc. Các liên kết cộng hóa trị styrene-divinylbenzene tạo độ đàn hồi, chống biến dạng ở nhiệt độ lên đến 120°C (dạng Na+), đảm bảo tuổi thọ 3-5 năm mà không đứt gãy cấu trúc.
Phân loại hạt nhựa Cation: So sánh Cation Axit Mạnh (SAC) và Axit Yếu (WAC)
Dựa trên tính chất hóa học của nhóm chức hoạt tính, hạt nhựa cation được phân loại chính thành Cation axit mạnh (SAC) và Cation axit yếu (WAC), bên cạnh loại Mixed Bed kết hợp. Sự khác biệt nằm ở nhóm chức: Axit Sulfonic (SO3H) trên hạt SAC mang tính axit mạnh, hoạt động hiệu quả ở mọi dải pH; trong khi Axit Carboxylic (COOH) trên hạt WAC có tính axit yếu hơn, ưu tiên tái sinh hiệu suất cao.
Dưới đây là bảng so sánh đặc tính kỹ thuật tiêu biểu:
| Đặc tính | Cation Axit Mạnh (SAC) | Cation Axit Yếu (WAC) |
|---|---|---|
| Nhóm chức | Axit Sulfonic (SO3H) | Axit Carboxylic (COOH) |
| Dải pH hoạt động | 0 – 14 | 5 – 14 |
| Dung lượng trao đổi | Min 2.0 meq/g (dạng Na+) | 3.5 – 4.5 meq/g |
| Ứng dụng chính | Làm mềm nước cứng, khử khoáng toàn diện | Loại bỏ độ kiềm bicarbonate, làm mềm nước độ mặn thấp |
| Hiệu suất tái sinh | Trung bình (NaCl 8-10%) | Cao, tiết kiệm muối |
| Ví dụ OEM | Purolite C100, Trilite MC-08 | Purolite C104 |
Hạt SAC phù hợp hệ thống công nghiệp lớn do khả năng trao đổi mạnh mẽ với ion đa hóa trị như Ca²⁺, Mg²⁺. Ngược lại, hạt WAC lý tưởng cho xử lý nước có độ kiềm cao, giảm chi phí vận hành nhờ tái sinh hiệu quả.
Hạt Cation axit mạnh (SAC) có ưu điểm gì trong việc làm mềm nước?
Hạt cation axit mạnh (SAC) hoạt động ổn định ở mọi dải pH (0-14), ưu tiên loại bỏ ion kim loại đa hóa trị như Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước cứng thông qua trao đổi mạnh mẽ với nhóm SO3H. Cơ chế này đạt dung lượng trao đổi min 2.0 meq/g, bảo vệ nồi hơi và màng RO khỏi đóng cặn canxi cacbonat.
Nguyên lý hạt cation làm mềm nước và phương trình trao đổi ion
Cụ thể hơn về cơ chế loại bỏ ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước cứng, hạt cation hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi ion thuận nghịch. Khi nước chảy qua lớp hạt nhựa trong cột lọc, các ion dương gây cứng (Ca²⁺, Mg²⁺) bị thu hút và thay thế bởi ion Na⁺ (hoặc H⁺) gắn trên bề mặt hạt. Quá trình này diễn ra liên tục nhờ cấu trúc polymer xốp với kích thước hạt 0.315 – 1.25 mm, tăng diện tích tiếp xúc.
Phương trình phản ứng tiêu biểu:
2R-Na + Ca²⁺ → R₂-Ca + 2Na⁺
2R-Na + Mg²⁺ → R₂-Mg + 2Na⁺
(R đại diện gốc nhựa trao đổi)
Hạt nhựa giải phóng ion Na⁺ lành tính vào nước đầu ra, ngăn ngừa đóng cặn canxi cacbonat trên thiết bị nhiệt và màng lọc. Dung lượng trao đổi đạt min 2.0 meq/g đảm bảo hiệu suất cao trước khi cần hoàn nguyên.
Thông số kỹ thuật hạt Cation theo tiêu chuẩn các hãng OEM
Tiếp nối dung lượng trao đổi tối thiểu 2.0 meq/g, các dòng hạt cation chất lượng cao từ hãng OEM như Purolite C100 và Trilite MC-08 đáp ứng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật sau, đảm bảo hiệu suất ổn định trong hệ thống làm mềm nước.
| Thông số | Giá trị tiêu chuẩn |
|---|---|
| Tỷ trọng | 780 – 880 g/Lít |
| Kích thước hạt | 0.315 – 1.25 mm |
| Hệ số đồng nhất | Max 1.7 |
| Dung lượng trao đổi tổng cộng | Min 2.0 meq/g (dạng Na+) |
| Độ pH hoạt động | 0 – 14 |
| Nhiệt độ hoạt động tối đa | 120°C (dạng Na+), 60°C (dạng H+) |
| Độ ẩm hạt | 43 – 50% |
Dung lượng trao đổi min 2.0 meq/g cho phép xử lý lượng lớn nước cứng trước khi bão hòa. Nhiệt độ hoạt động tối đa 120°C (dạng Na+) cần tuân thủ nghiêm ngặt để tránh biến tính cấu trúc polymer, đảm bảo tuổi thọ hạt lên đến 3-5 năm trong điều kiện vận hành chuẩn.
Hướng dẫn quy trình hoàn nguyên hạt Cation chuẩn kỹ thuật
Để duy trì dung lượng trao đổi tối thiểu 2.0 meq/g và tuổi thọ hạt cation lên đến 3-5 năm, quy trình hoàn nguyên là bước bắt buộc khi lớp vật liệu bão hòa ion Ca²⁺ và Mg²⁺ từ nước cứng. Quá trình này sử dụng dung dịch muối tinh khiết NaCl để đảo ngược phản ứng trao đổi ion, giải phóng ion kim loại gây cứng và tái nạp ion Na⁺ lên bề mặt hạt.
Quy trình thực hiện theo 5 bước chuẩn kỹ thuật sau, đảm bảo hiệu suất tái sinh cao và tránh lãng phí hóa chất:
- Rửa ngược (Backwash): Dùng nước sạch đẩy ngược từ dưới lên cột lọc với lưu lượng 1.5-2 lần tốc độ vận hành bình thường, thời gian 10-15 phút. Mục đích làm tơi lớp hạt cation, loại bỏ cặn bẩn lơ lửng và phân tầng hạt.
- Hút muối (Brine Draw): Hút dung dịch muối tinh khiết NaCl nồng độ 8-10% từ thùng muối vào cột. Tốc độ chảy chậm (0.3-0.5 m³/m²/h), thời gian tiếp xúc 30-60 phút để ion Na⁺ thay thế hoàn toàn Ca²⁺ và Mg²⁺.
- Rửa chậm (Slow Rinse): Rửa bằng nước sạch với lưu lượng thấp (0.5-1 m³/m²/h) trong 15-20 phút, đẩy muối dư và ion gây cứng ra ngoài.
- Rửa nhanh (Fast Rinse): Tăng lưu lượng lên 2-3 lần tốc độ vận hành, thời gian 10-15 phút cho đến khi nước đầu ra đạt độ cứng < 0.5 mg/L CaCO₃ và không còn vị mặn.
- Trả nước (Refill): Cấp nước sạch vào thùng muối để pha chế dung dịch cho chu kỳ tiếp theo, kiểm tra pH và độ dẫn điện trước khi đưa hệ thống vào hoạt động.
Lưu ý: Sử dụng muối tinh khiết NaCl không tạp chất để tránh ô nhiễm hạt. Kiểm tra định kỳ hiệu quả hoàn nguyên bằng cách đo độ cứng nước đầu ra, điều chỉnh lượng muối theo công thức 150-250 g NaCl/L nhựa.
Lưu ý quan trọng để tối ưu hiệu suất và tuổi thọ hạt cation xử lý nước
Ngoài quy trình hoàn nguyên chuẩn kỹ thuật, việc tuân thủ các lưu ý sau sẽ giúp duy trì dung lượng trao đổi tối thiểu 2.0 meq/g và tuổi thọ hạt cation lên đến 3-5 năm:
- Tránh chất oxy hóa mạnh: Clo dư (>0.5 mg/L) hoặc Ozone có thể làm đứt gãy cấu trúc polymer của hạt, giảm hiệu suất trao đổi ion. Nên lắp bộ khử clo trước cột lọc.
- Đảm bảo độ trong nước đầu vào: Nước phải qua lọc thô (micron <50) để loại bỏ cặn lơ lửng, tránh tắc nghẽn khe hở giữa các hạt (kích thước 0.315-1.25 mm), duy trì hệ số đồng nhất max 1.7.
- Kiểm tra định kỳ hiệu quả làm mềm: Đo độ cứng nước đầu ra hàng tuần (<0.5 mg/L CaCO₃), điều chỉnh tần suất hoàn nguyên dựa trên lưu lượng (m³/h) và nồng độ ion Ca²⁺, Mg²⁺ ban đầu.
THƯƠNG HIỆU PHÂN PHỐI CHÍNH HÃNG
Nhập khẩu trực tiếp & Phân phối ủy quyền từ các nhà sản xuất hàng đầu thế giới.
