PHUƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION
1- Giới thiệu
Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng
rãi trong các quá trình xử lý nước thải cũng như
nước cấp
Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion
thường được sử dụng để khử các muối, khử
cứng, khử khoáng, khử nitrat, khử màu, khử kim
loại và các ion kim loại nặng và các ion kim loại
khác có trong nước
Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion
được sử dụng để loại ra khỏi nước các kim loại
(kẽm, đồng, crom, nikel, chì, thuỷ ngân, cadimi,
vanadi, mangan,…),các hợp chất của asen,
photpho, xianua và các chất phóng xạ. Phương
pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với
độ làm sạch nước cao
Nhược điểm chính của phương pháp này là chi
phí đầu tư và vận hành khá cao nên ít được sử
dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng
cho các trường hợp đòi hỏi chất lượng xử lý
cao.
Ưu điểm của phương pháp là rất triệt để và xử
lý có chọn lựa đối tượng.

2- Cơ sở của phương pháp:
Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác
hoá học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha
rắn .Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản
ứng hoá học đổi chỗ (phản ứng thế ) giữa các
ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là

Resin. DVB là những cầu nối giữa các polime có
tính không hoà tan và giai bền. Cầu nối trong
Resin là cầu nối 3 chiều. Trong Resin có cấu
trúc rỗng .
Phân loại : có 4 loại Resin
- Resin Cation acid mạnh
- Resin Cation acid yếu
- Resin Anion bazơ mạnh
- Resin Anion bazơ yếu
Tính chất vật lý
o Màu sắc : vàng, nâu, đen, thẩm. Trong quá
trình sử dụng nhựa , màu sắc của nhựa mất
hiệu lực thường thâm hơn một chút.
o Hình thái : nhựa trao đổi ion thường ở dạng
tròn
o Độ nở : khi đem nhựa dạng keo ngâm vào
trong nước ,thể tích của nó biến đổi lớn.
o Độ ẩm : là % khối lượng nước trên khối lượng
nhựa ở dạng khô (độ ẩm khô) , hoặc ở dạng ướt
(độ ẩm ướt).
o Tính chịu nhiệt : các loại nhựa bị ảnh hưởng
bởi nhiệt độ đều có giới hạn nhất định , vượt
quá giới hạn này nhựa bị nhiệt phân giải không
sử dụng được . Nhiệt độ hoạt động tốt từ 20-
50o C.
o Tính dẩn điện : chất trao đổi ion ẩm dẩn điện
tốt, tính dẫn điện của nó phụ thuộc vào dạng
ion.
o Kích thước hạt : Resin có dạng hình cầu d=
0,04-1,00 mm.

Ca 2+
2HR + Ca 2+(hoàn nguyên)CaR 2 + 2H+
Tính acid , kiềm : tính năng của chất Cationit
RH và chất Anionit ROH ,giống chất điện giải
acid, kiềm.
Tính trung hoà và thuỷ phân : tính năng trung
hoà và thuỷ phân của chất trao đổi ion giống
chất điện giải thông thường .
Tính chọn lựa của chất trao đổi ion
- Ở hàm lượng ion thấp trong dung dịch , nhiệt
độ bình thường, khả năng trao đổi tăng khi hoá
trị của ion trao đổi tăng.

4- Thứ tự ưu tiên khi trao đổi
Đối với nhựa Cationit acid mạnh(SAC) ,
Fe 3+>Al 3+> Ca 2+>Mg 2+ > K+>H+>Li+
Đối với nhựa Cationit acid yếu (WAC)
H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+> Na+>Li+
Đối với nhựa Anionit kiềm mạnh (SBA)

Đối với nhựa anionit kiềm yếu (WBA)

- Ở hàm lượng ion thấp ,nhiệt độ bình thường
và những ion cùng hoá trị ,khả năng trao đổi
tăng khi số điện tử của ion trao đổi lớn (bán kính
hydrat hoá lớn)
- Ở hàm lượng ion cao ,khả năng trao đổi của
các ion không khác nhau nhiều lắm .
5- Cơ chế trao đổi ion
Có rất nhiều giả thuyết giải thích cơ chế quá

,có thể làm cho lớp khuếch tán bị nén ép lại .Từ
đó , một số ion ngược dấu trong lớp khuếch tán
biến thành ion ngược dấu trong lớp khuếch tán
biến thành ion ngược dấu trong lớp hấp phụ …,
Pham vi hoạt động của lớp khuếch tán nhỏ lại
làm bất lợi cho quá trình trao đổi ion . Do đó cần
chú ý nếu nồng độ dung dịch hoàn nguyên quá
lớn ,không những không thể nâng cao mà còn
giảm thấp hiệu quả hoàn nguyên.
Tốc dộ quá trình trao đổi ion
Như trong quá trình hấp phụ ,tốc độ trao đổi ion
tuỳ thuộc trên tốc độ của các quá trình thành
phần sau:
- Khuếch tán của các ion từ trong pha lỏng đến
bề mặt của hạt rắn .
- Khuếch tán của các ion qua chất rắn đến bề
mặt trao đổi .
- Trao đổi các ion (tốc độ phản ứng )
- Khuếch tán của ion thay thế ra ngoài bề mặt
hạt rắn
- Khuếch tán của các ion được thay thế từ bề
mặt hạt rắn vào trong dung dịch .
Điều kiện sử dụng của nhựa trao đổi ion
- Nhựa chỉ sử dụng để trao đổi ion chứ không
dùng để lọc huyền phù ,chất keo và nhũ màu
.Sự có mặt các chất này có thể rút ngắn tuổi thọ
của nhựa .
- Loại bỏ các chất hữu cơ bằng nhựa rất phức
tạp ,cần có nghiên cứu đặc biệt
- Sự có mặt của khí hoà tan trong nước với