Bộ xử lý làm mềm nước

Hệ thống làm mềm nước bao gồm các thiết bị chuyên dụng, được lắp đặt theo quy trình tiêu chuẩn, đảm bảo loại bỏ yếu tố làm nước cứng, đặc biệt là Canxi và Magie.

Trong nội dung bài viết dưới đây, chúng tôi chỉ đề cập đến độ cứng do Canxi và Magie, còn các khái niệm khác như độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu… chỉ mang tính lý thuyết thuộc kiến thức phổ thông, khó áp dụng vào tính toán và thiết kế hệ thống làm mềm nước.

Làm mềm nước cứng

Mục lục

1. Lý do cần làm mềm nước

1- Làm mềm nước là loại bỏ Canxi (Ca) và Magie (Mg) ra khỏi nước để hạn chế, tránh các sự cố như:

• Gây cặn bám – giảm hiệu quả hoạt động trong các hệ thống công nghiệp như Làm mềm nước cho lò hơi, tháp giải nhiệt lạnh – nóng, hệ thống RO.
• Cặn bám, tắc nghẽn, gây bẩn hệ thống cấp nước sinh hoạt, tòa nhà, hồ bơi, xông hơi.
• Bay theo hơi nước trong các hệ thống lò hơi gây tắc nghẽn đường hơi – ngưng tụ và ảnh hưởng đến sản phẩm tiếp xúc với hơi nước.
• Giảm chất lượng, gây hại sức khỏe đối với nước sinh hoạt, nước uống, sản xuất thực phẩm.
• Sai lệch kết quả hoặc thành phẩm sản xuất mỹ phẩm, hóa chất, dệt nhuộm, in, giặt vải… gây ảnh hưởng đến các sản phẩm gia vị, mùi, màu.

 1: Tháp làm mềm nước cho nhà máy cao su

 2: Tháp làm mềm nước cho lò hơi

 Cả 2 tái sinh theo thể tích cộng dồn để tối ưu chi phí vận hành

2- Làm mềm nước hay giảm độ cứng đến mức nào là đạt yêu cầu?

Tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của mỗi thiết bị hoặc sản phẩm mà độ cứng sẽ khác nhau. Chẳng hạn, áp suất lò càng cao thì yêu cầu độ cứng càng thấp, nước tháp giải nhiệt theo tiêu chuẩn LEED, Green Mark thì độ cứng nước bổ sung sẽ khác,… Do đó, khi cần con số về độ cứng sau tháp làm mềm thì nên liên lạc với chúng tôi để thiết kế hệ thống làm mềm nước phù hợp từng yêu cầu cụ thể.

2. Làm mềm nước kết hợp xử lý khác

Câu hỏi thường gặp là “Làm mềm nước đã đạt – tốt rồi thì tại sao vẫn còn sự cố xảy ra?”.

Hệ thống làm mềm nước mới chỉ là loại bỏ (giảm) Ca, Mg ra khỏi nước nhưng trong nước vẫn còn nhiều thành phần khác gây nguy hại, chẳng hạn:

• Sắt, Silica, chất lơ lửng,… gây cặn bám, bẩn bám.
• Sunphat, Clorua, Carbonat, pH thấp, Oxy hòa tan,… gây ăn mòn.
• Các hợp chất hữu cơ, Phosphate, Nitrit,… thúc đẩy vi sinh phát triển.

Do đó, ngoài độ cứng thì cần phải xem xét nguồn nước theo nhiều chỉ tiêu để xử lý đồng bộ một cách triệt để nhằm đảm bảo chất lượng ổn định, lâu dài cho hệ thống và sản xuất.

3. Nguyên lý trao đổi ion, thiết kế – lắp đặt hệ thống làm mềm nước

3.1 Nguyên lý trao đổi ion của hạt nhựa làm mềm nước

Trong xử lý nước, các hạt nhựa trao đổi ion phổ biến được chia ra thành 4 nhóm:

1- Hạt nhựa làm mềm nước: Trao đổi Ca, Mg.

2- Hạt nhựa ion dương (Cation exchange resin): Trao đổi tất cả ion dương (Na, K, Fe…) bao gồm cả Ca, Mg.

3- Hạt nhựa ion âm (Anion exchange resin): Trao đổi tất cả ion âm (Cl, SO4, NO3…).

4- Hạt nhựa hỗn hợp (Mixed resin) bao gồm hạt nhựa ion dương và âm được trộn theo tỷ lệ đã tính toán để đưa chất lượng nước tinh khiết lên siêu tinh khiết hoặc luôn duy trì mức ổn định của nước siêu tinh khiết.

Trong phần này đề cập đến hạt nhựa làm mềm nước.

Hệ thống làm mềm nước

Quá trình làm mềm nước: Ca, Mg có trong nước sẽ bị trao đổi và giữ lại trên bề mặt hạt nhựa, đồng thời, Na có từ hạt nhựa sẽ bị tách ra, đi vào nước mềm.

2 RESIN-Na + Ca + Mg của nước cứng => RESIN-Ca; RESIN-Mg + 2 Na + Nước mềm

Hạt nhựa sẽ dần hết khả năng trao đổi Ca, Mg nên phải làm mới lại, gọi là tái sinh.

Quá trình tái sinh: Na có từ muối (NaCl) thay thế Ca, Mg ra ngoài hạt nhựa – đi khỏi tháp qua đường xả bỏ nước thải.

RESIN-Ca; RESIN-Mg + 2 Na của muối = > 2 RESIN-Na + Ca + Mg + Nước thải

Hạt nhựa lại được làm mới như ban đầu cho chu kỳ trao đổi Ca, Mg tiếp theo.

Lưu ý độ cứng sau tái sinh tháp làm mềm: Bước cuối cùng của tái sinh tháp làm mềm là dùng nước mềm để rửa hạt nhựa. Trong trường hợp dùng nước chưa làm mềm để rửa hạt nhựa thì khoảng 15 phút sau tái sinh, nước mềm mới đạt độ cứng như mong muốn.

3.2 Các bước thiết kế, lắp đặt thành công hệ thống làm mềm nước

• Xác định chất lượng độ cứng sau tháp làm mềm và các chỉ số khác phải đạt. Kiểm tra nguồn nước về độ cứng và các chỉ số khác như pH, Fe, Mg, TDS, chất lơ lửng, Chlorine… để xem có thực hiện xử lý nào trước tháp làm mềm hay không, chẳng hạn lắng, lọc cát, lọc than… hoặc xử lý sau làm mềm như diệt khuẩn bằng UV, Ozone…
• Tính toán năng suất vận hành, tổng lượng nước sử dụng trong 1 ngày để lắp 1 tháp hay nhiều tháp làm mềm.
• Chọn phương án tái sinh bằng tay hay tự động (van đa năng tự động, van điện hoặc khí nén).
• Tái sinh theo cài đặt thời gian hay theo lưu lượng.

1: Van vận hành bằng tay theo các bước in sẵn

2: Van tự động đa năng (Autovalve): Tích hợp sẵn các bước và thời gian trong bộ điều khiển, bao gồm thêm chọn lựa tái sinh theo thời gian hoặc thể tích

3: Van điều khiển tự động bằng điện, khí theo thời gian hoặc lập trình PLC

• Cân nhắc những vấn đề kiểm soát để gắn các thiết bị đo lưu lượng và độ cứng cũng như truyền tải tín hiệu.
• Có lưới lọc trước, sau làm mềm để ngăn ngừa hạt bẩn đi vào tháp, kiểm tra hạt nhựa nếu bị rò rỉ ra ngoài.
• Xả thải đảm bảo tiêu chuẩn môi trường.

4. Vận hành, tái sinh và bảo trì hệ thống làm mềm nước

4.1 Các điểm lưu ý khi vận hành, bảo trì

Nếu nguồn nước đầu vào có độ cứng ổn định, hệ thống làm mềm nước có đầy đủ thiết bị đo, giám sát thì việc vận hành sẽ đơn giản, ngược lại phải tốn thời gian giám sát hoặc không thể đảm bảo chất lượng  ổn định sau tháp làm mềm.

Ngoài kiểm tra hệ thống làm mềm nước ngay lập tức khi có sự cố xảy ra thì trong quá trình vận hành ổn định nên kiểm tra hằng ngày và hằng tháng.

Kiểm tra hệ thống làm mềm nước hằng ngày:

• Lượng muối và vấn đề liên quan đến hút muối.
• Kiểm tra nhanh độ cứng bằng EBT, pH và TDS trước, sau làm mềm.
• Ghi chép, so sánh lượng nước đã lọc trên các đồng hồ.
• Kiểm tra bơm cấp nếu thấy có bất thường.

Kiểm tra hệ thống làm mềm nước hằng tháng:

• Vệ sinh đường hút muối, bồn muối.
• Rò rỉ tại các van, điểm nối có vòng cao su lót bên trong, kiểm tra toàn bộ nếu bị nứt, xì, đường ống biến dạng do áp thay đổi đột ngột.
• Đối chiếu các chu kỳ vận hành so với cài đặt ban đầu của
• Kiểm tra áp vào/ra để xem có bị tắc nghẽn bên trong hay không.
• Kiểm tra bơm cấp về các vấn đề điện và ăn mòn.
• Xác định khả năng trao đổi hạt nhựa trong hệ thống làm mềm nước bằng cách thống kê lại kết quả kiểm tra độ cứng và lượng muối đã dùng hằng ngày so với lượng nước mềm đã lọc trong 1 tháng qua. Nếu tái sinh nhiều lần vẫn chưa đạt thì có thể kiểm tra số lượng và chất lượng hạt nhựa, sau đó bổ sung thêm. Ngoài ra, có thể tiến hành vệ sinh hạt nhựa bằng hóa chất RE-Cleaner hoặc thay mới nếu cần thiết.

4.2 Khi nào cần tái sinh hạt nhựa làm mềm nước và lượng muối cho mỗi lần tái sinh?

Khả năng trao đổi ion của hạt nhựa với độ cứng sẽ giảm dần theo thời gian đến cuối chu kỳ. Vì vậy, cần dựa vào chu kỳ vận hành hoặc thể tích nước mềm để kiểm tra độ cứng.

Cách kiểm tra nhanh độ cứng của tháp làm mềm tại: https://uce.com.vn/calculating-and-optimize-resin-regenerate-for-softener.

Kiểm tra nhanh độ cứng của tháp làm mềm

Có thể xác định lượng muối và thể tích nước để pha muối cho mỗi lần tái sinh tại:

https://uce.com.vn/calculating-and-optimize-resin-regenerate-for-softener/

Ví dụ, lượng muối và thể tích nước cho 2 trường hợp: Theo năng suất tháp làm mềm 20m3/h và thể tích hạt nhựa 500 Lít.

Lượng muối cho một lần tái sinh

Để xác định tháp làm mềm có hoạt động tối ưu hay chưa, vui lòng tham khảo mục II tại

https://uce.com.vn/calculating-and-optimize-resin-regenerate-for-softener/.

Tuy nhiên, việc này phức tạp hơn nhiều, tốt nhất hãy liên lạc với chúng tôi để có kết quả nhanh chóng.

5. Công ty Hợp Nhất giúp khách hàng tăng hiệu quả hoạt động của tháp làm mềm

Vấn đề thường quan tâm nhất là tại sao hiệu quả trao đổi hạt nhựa bị giảm và cách nào để tăng tuổi thọ hạt nhựa?

Hạt nhựa giảm chất lượng có các nguyên nhân chính như sau:

1- Thiết kế, vận hành không đúng.

2- Hạt nhựa tự thoái hóa theo tự nhiên.

3- Tác động của các yếu tố bên ngoài như chất bẩn bám, Fe, lơ lửng, pH > 7.5 cùng độ cứng, TDS cao, vi sinh vật gây hại bề mặt, Chlorine, nhiệt cao,….

Nguyên nhân thứ 3 sẽ là yếu tố chính. Vì vậy, nên quan tâm nhiều hơn về các chỉ số nước cùng kiểm tra cơ điện và bảo trì cho hệ thống làm mềm nước để hạt nhựa hoạt động tốt ở mức tuổi thọ cao nhất – đồng nghĩa với việc tiết kiệm nhiều nhất.

Chúng tôi có phòng thí nghiệm chuyên ngành nước, kỹ sư công nghệ nước, bảo trì cơ điện sẽ hỗ trợ và đảm bảo hệ thống làm mềm nước của Quý công ty đạt kết quả như mong muốn.