Bộ lọc natri-cationit: mục đích và nguyên lý hoạt động

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Bộ lọc cation natri là một thiết bị đã trở thành cứu tinh khỏi nước cứng trên nhiều phương diện. Trước đây, có một vấn đề như nước quá cứng, do đó các thiết bị thường bị hỏng và cặn mạnh vẫn còn bên trong chúng. Giải pháp đầu tiên cho vấn đề này là hộp mực cation.

Khái niệm chung về bản chất của công việc

Để làm cho nước mềm hơn, cũng như tránh hiện tượng đóng cặn nhiều trên thành bình, cần phải xử lý chất lỏng với chất lượng cao. Có nhiều cách để loại bỏ tất cả các tạp chất dư thừa ra khỏi chất này, nhưng ngày nay hai cách sau đây thường được sử dụng nhất:

• Lựa chọn đầu tiên là xử lý hóa học, có thể loại bỏ mọi thứ không cần thiết khỏi chất lỏng thông qua một số phản ứng nhất định, nhưng các hóa chất có hại được sử dụng cho việc này.
• Tùy chọn thứ hai là vật lý. Trong trường hợp này, điều đó có nghĩa là nước có quá nhiều vôi sẽ liên quan đến quá trình chiếu xạ, cũng như trung hòa hoạt động của các ion có hại.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bất kỳ phương pháp nào trong số này đều có cả điểm mạnh và điểm yếu. Không ai trong số họ là không có sai sót. Cho đến nay, không có cách lý tưởng nào để lọc nước khỏi các tạp chất có hại theo cách mà không gây hậu quả.

Chi tiết bộ lọc

Vì vậy, thiết bị lâu đời nhất sử dụng bộ lọc natri-cationit là bộ lọc trao đổi ion. Thiết bị này rất đơn giản, bao gồm một số bộ phận nhỏ và có nguyên tắc hoạt động đơn giản. Bao gồm các mục như:

• thân và hộp mực;
• bể thu hồi;
• bể thu hồi muối;
• Trong một số trường hợp, có một trình làm sạch bổ sung.

Bộ lọc cation natri được tạo thành từ một số lượng nhỏ như vậy.

Về nguyên lý hoạt động của nó, cần lưu ý ngay rằng có sự khác biệt đáng kể giữa thiết bị sử dụng cho mục đích tư nhân và thiết bị sử dụng trong công nghiệp.

Khác biệt về phần cứng

Sự khác biệt chính trong nguyên tắc hoạt động của bộ lọc natri-cationit cho mục đích công nghiệp và gia dụng là cái đầu tiên có thể có kích thước đủ lớn và cấu trúc nhiều tầng, trong khi cái thứ hai không thể lớn hơn một cái bình thường. Điều đáng nói là một phân loài chính của một thiết bị như vậy có thể được sử dụng trong một ngôi nhà riêng. Vì ở nhà, nó thường được sử dụng để liên tục lọc và làm mềm nước để uống, vàcũng trong thực phẩm, sau đó thay thế hộp mực sẽ là một nhiệm vụ khá riêng tư. Ở quy mô công nghiệp, bộ lọc natri-cationit không lọc sạch nước đến mức có thể uống được, và do đó chúng có thể được phục hồi chứ không phải thay thế. Trong các hệ thống như vậy, các bộ lọc thuộc loại được trình bày có thể là nhiều cách viết hoa. Nói cách khác, hãy có nhiều hộp mực để nếu một hộp bị lỗi, những hộp khác có thể tiếp tục hoạt động thay thế.

Ở cuối mô tả của thiết bị, bạn có thể thêm rằng nó thuộc nhóm chất tẩy rửa hóa học.

Nguyên lý hoạt động của bộ phận

Nếu chúng ta nói về nguyên lý hoạt động của bộ lọc natri-cationit, thì toàn bộ bản chất của nó nằm ở chất độn, là một loại nhựa heli đặc biệt, bao gồm hoàn toàn là các quả bóng natri. Một hộp mực đặc biệt được nhồi với chất làm đầy như vậy, và nó cũng có khả năng giữ lại tất cả các tạp chất có hại. Quá trình này được tạo điều kiện thuận lợi bởi một phản ứng đặc biệt xảy ra giữa natri và muối, và nhờ nó, một lớp vỏ được hình thành để giữ lại các khoáng chất có hại. Các chất như canxi và magiê sẽ dính vào chất trao đổi cation giống như kim loại với nam châm. Từ đó, việc trao đổi các ion là mục đích và thiết bị chính của bộ lọc trao đổi cation natri.

Khi nước chứa đầy muối khoáng có hại, gặp quả bóng nhựa chứa đầy natri, quá trình thay thế sẽ diễn ra nhanh chóng. Ưu điểm chính của trao đổi như vậy là nó là một phản ứng hoàn toàn tự nhiên và rất nhanh mà không cần kết nối thêm bất kỳthiết bị.

Natri được hoán đổi với các khoáng chất, do đó, sẽ bám chặt vào bề mặt của hộp mực. Một tính năng tuyệt vời khác là khả năng tái tạo bộ lọc cation natri, cụ thể là khôi phục các hộp mực này.

Mục đích của đơn vị

Một lượng lớn các thiết bị đóng cặn tạo ra một số lượng lớn các vấn đề. Vì vậy, không có nghi ngờ gì về sự cần thiết của các thiết bị có khả năng làm mềm nước như vậy. Hơn hết, mục đích của bộ lọc trao đổi natri-cation được tiết lộ trong các trường hợp cần lọc chất lỏng để sưởi ấm hoặc các thiết bị được gia nhiệt. Điều này là do thực tế rằng nhược điểm lớn nhất của lớp vảy bao phủ bề mặt của các thiết bị như vậy là nó truyền nhiệt rất kém, thực sự làm ngừng quá trình này. Do đó, thiết bị rất thường xuyên bị lỗi hoặc không thể hoạt động bình thường.

Việc sử dụng một thiết bị như một bộ lọc sẽ giúp tránh được vấn đề như vậy gần như hoàn toàn.

Để hiểu rõ hơn về nhu cầu xử lý nước, có thể đưa ra một ví dụ nhỏ. Nếu bạn sử dụng cùng một chảo để nấu ăn mọi lúc, sử dụng chất lỏng chưa lọc, một lớp vỏ sẽ hình thành ở đáy. Quy mô hoạt động không kém hơn lớp phủ thạch cao, mà không dẫn nhiệt. Khi bật lửa, đáy của thiết bị nhà bếp như vậy sẽ bị đốt nóng đến mức giới hạn, vì nó sẽ không thể đi lên qua lớp phủ. Ngay cả gang cứng cũng không thể sử dụng lâu dài trong điều kiện như vậy. TẠItất nhiên điều này cuối cùng sẽ dẫn đến vỡ hoặc tan chảy đáy.

Đánh giá thiết bị thiết bị

Thiết bị lọc natri-cationit khá đơn giản, đặc biệt là về mặt thiết kế. Bạn có thể xem xét nó mà không gặp bất kỳ vấn đề gì, ngay cả khi sử dụng ví dụ của một máy lọc bình uống nước thông thường. Vỏ cho các mô hình như vậy thường được làm bằng nhựa, thường trong suốt. Điều này được thực hiện nhằm mục đích thuận tiện hơn trong việc theo dõi quá trình thu gom chất lỏng. Bên trong có một hộp chứa khác mà chính hộp mực được gắn vào. Bên trong hộp mực này là nhựa helium natri. Cần lưu ý rằng thông lượng của một bộ lọc như vậy không quá cao, nhưng nó khá đủ, ví dụ, cho một gia đình ba người. Từ trên cao, thiết bị được đóng bằng nắp để không có gì phụ lọt vào nước uống qua không khí. Để lọc chất lỏng, bạn chỉ cần đổ vào bình chứa này. Nước sẽ chảy qua hộp mực xuống đáy, nơi nó sẽ được coi là đã được lọc sạch.

Tuy nhiên, mọi thứ không phải lúc nào cũng đơn giản như vậy. Một bộ lọc như vậy có thể là một hệ thống xử lý nước, nếu cần thiết cho gia đình. Trong trường hợp này, thiết kế của nó sẽ được bổ sung bởi các thiết bị như thùng thu hồi, cũng như bộ phận điều khiển. Trong trường hợp này, thiết bị sẽ tự theo dõi mức độ tắc nghẽn của hộp mực. Nếu điều này xảy ra, thì một tín hiệu được đưa ra và chất lỏng bắt đầu đi dọc theo đường vòng. Hệ thống chuyển hộp mực bị tắc sang bể phục hồi, trong đó dung dịch muối được chuẩn bị trước. Trong khi một trong những hộp mựcsẽ được khôi phục, tải đối với những người khác sẽ tăng lên, nhưng thiết bị được thiết kế cho việc này.

Điểm dễ bị tổn thương

Như trong bất kỳ thiết bị nào, bộ lọc này có một điểm yếu, do đó các rắc rối có thể phát sinh theo định kỳ. Chúng tôi đang nói về một hộp mực sẽ không cho phép bạn vận hành bộ lọc mà không dừng lại. Nó cần được bảo trì thường xuyên, cụ thể là thay thế hoặc làm sạch. Ngoài ra, tần suất bảo dưỡng trực tiếp phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm của nước mà nó phải xử lý. Chỉ nên thay thế nếu bộ lọc được sử dụng để sản xuất nước uống, trong mọi trường hợp khác, bộ lọc có thể được khôi phục.

Quá trình phục hồi

Việc "sửa chữa" chính của bộ lọc cation natri là quá trình tái sản xuất hộp mực, có thể được thực hiện ngay tại chỗ mà không cần tắt nguồn cung cấp chất lỏng. Quá trình phục hồi diễn ra bằng cách sử dụng một dung dịch muối đặc biệt. Chính vì điều này mà các nhà máy sản xuất công nghiệp có nhiều công đoạn, và mỗi hộp mực đều có bình thu hồi riêng. Các cài đặt tự động như vậy có một bảng điều khiển đặc biệt, bảng điều khiển này sẽ nhận được tín hiệu nếu phần tử làm việc quá bẩn và cần tái tạo. Bạn cũng có thể đặt thời gian thay thế theo cách thủ công. Để làm điều này, bạn có thể chỉ định lượng thời gian hoặc số lít nước. Bản thân quá trình này khá đơn giản và ngược lại với những gì xảy ra trong quá trình rửa mặt. Nếu trong quá trình xử lý chất lỏngnatri nhường chỗ cho một lượng lớn muối, sau đó trong quá trình phục hồi, mọi thứ diễn ra theo chiều ngược lại, và một dòng natri mạnh có thể rửa sạch muối. Đối với quá trình này, không phải mua muối thông thường mà phải mua muối chuyên dụng, có chứa một lượng natri lớn hơn. Bản thân nó rẻ, nhưng lượng tiêu thụ đủ lớn, khiến quá trình phục hồi không hề rẻ.

Sử dụng và bảo dưỡng

Về mặt hiệu quả, Na-filter là tốt nhất, tuy nhiên, có một điều bất tiện lớn là bạn phải thường xuyên xử lý tình trạng của nó để nó có thể hoạt động ở mức 100%. Bản thân thiết bị này có giá khá cao, nhưng không phải ai cũng thích việc thay thế hộp mực liên tục hơn nữa, và bên cạnh đó, bạn sẽ phải dành toàn bộ thời gian cho việc mua hộp mực. Chất lượng lọc của hộp mực bị tắc và hộp mực mới rất khác nhau.

Các công đoạn lọc

Hiện tại, có hai loại thiết bị, đây là các bộ lọc FIP của giai đoạn thứ nhất và thứ hai. Loại trước được sử dụng để lọc nước trong các xí nghiệp công nghiệp, còn loại sau được sử dụng để làm mềm sâu nhất và khử mặn hoàn toàn chất lỏng.

Đối với các đặc điểm của bộ lọc trao đổi natri-cation, chúng như sau cho giai đoạn đầu tiên. Tùy thuộc vào kiểu máy, áp suất làm việc có thể từ 0,4 đến 0,6 MPa, đường kính bộ lọc danh nghĩa bắt đầu từ 500 mm đối với kiểu nhỏ nhất và kết thúc ở 3400 mm đối với kiểu lớn nhất. Có một tham số như chiều cao của lớp bộ lọc, bắt đầu từ 1000 và kết thúc ở 2500 mm. Hiệu suất được đo lườngmét khối nước mỗi giờ và có thể từ 10 đến 220. Điều đáng chú ý là khối lượng của các công trình như vậy rất lớn, nhẹ nhất nặng 307 kg và nặng nhất 6,4 tấn.

Bộ lọc giai đoạn thứ hai khác nhau ở chỗ áp suất làm việc của bất kỳ mô hình nào là 0,6 MPa và đường kính tối thiểu là 1000 mm, mặc dù đường kính tối đa có phần nhỏ hơn - 3000 mm. Đối với bất kỳ mô hình nào, chiều cao của lớp lọc sẽ là 1500 mm. Nhưng năng suất tối thiểu của những cây như vậy, cũng như năng suất tối đa, cao hơn đáng kể và dao động từ 40 đến 350 m3/ h. Về khối lượng, khối lượng tối thiểu lớn hơn một chút - 490 kg, nhưng khối lượng tối đa ít hơn đáng kể, chỉ 4,9 tấn.

Kết

Khi mua một thiết bị, xin lưu ý rằng mỗi thiết bị có một hộ chiếu kỹ thuật. Bộ lọc trao đổi cation natri luôn được bán kèm theo các tài liệu đi kèm. Chúng chứa tất cả thông tin về dữ liệu kỹ thuật của thiết bị, theo đó bạn có thể chọn mẫu phù hợp.

Những đơn vị này rất hiệu quả và tương đối rẻ. Vấn đề chính và nhược điểm của họ là cần phải thay thế hoặc tái tạo hộp mực liên tục để hoạt động bình thường.