用離子交換樹(shù)脂軟化水的原理是什么?

應(yīng)用離子交換樹(shù)脂進(jìn)行水處理軟化時(shí),離子交換樹(shù)脂可以將其本身所具有的Na 離子和水中同符號(hào)電荷的Ca2 、Mg2 離子相互交換去除水中硬度達(dá)到軟化水的目的.

如Na型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂遇到含有Ca2 、Mg2 的水時(shí),發(fā)生如下反應(yīng)：

2RNa Ca2 →  R2Ca 2Na

2RNa Mg2 →  R2Mg 2Na

影響離子交換樹(shù)脂再生的因素有哪些

離子交換樹(shù)脂再生長(zhǎng)度的好壞,和許多因素有關(guān),再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過(guò)程的主要因素.﹨x0d（1）再生劑的用量﹨x0d從理論分析,再生劑用量應(yīng)與樹(shù)脂工作交換容量相當(dāng),但實(shí)際上由于交換反應(yīng)是可逆的,再生劑用量需遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)理論用量才能滿足足夠的再生度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹(shù)脂的再生程度,但當(dāng)比耗增加到一定程度后,再繼續(xù)增加比例,再生程度提高很少,所以用過(guò)高的比耗是不經(jīng)濟(jì)的,因此,實(shí)際操作過(guò)程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹(shù)脂的工作交換容量可以恢復(fù)到原來(lái)的70%-80%.﹨x0d（2）再生劑濃度﹨x0d一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當(dāng)再生劑的用量一定時(shí),再生劑濃度,會(huì)使再生液的體積流量減少,與樹(shù)脂的接觸時(shí)間縮短而且可能產(chǎn)生不均勻的再生反應(yīng),再生效果下降,導(dǎo)致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產(chǎn)上需要合理的控制再生劑的濃度.﹨x0d（3）再生劑的流速﹨x0d再生劑的流速應(yīng)控制適宜以保證再生反應(yīng)充分,再生反應(yīng)流速主要取決于離子的擴(kuò)散速度,但同時(shí)與離子的價(jià)態(tài)有關(guān),一般價(jià)態(tài)越高所需反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),再生劑流速過(guò)快,有利于離子的擴(kuò)散,但卻減少再生劑與樹(shù)脂的接觸時(shí)間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴(kuò)散,再生效果也會(huì)受到影響,﹨x0d（4）再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時(shí)加快內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散,雖然對(duì)提高樹(shù)脂再生效果有利,同時(shí)提高溫度能大大改善對(duì)樹(shù)脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質(zhì)的清除程度,但由于樹(shù)脂熱穩(wěn)定性的限制,再生劑的溫度不宜過(guò)高,一般控制在25-40度為宜.

離子交換樹(shù)脂的基本類型

(１) 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂

   強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán)，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H ，故呈強(qiáng)酸性。樹(shù)脂離解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如SO3-，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H 與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。湘中樹(shù)脂. 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后，必須進(jìn)行再生處理，即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行，使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理，此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子，再與H 結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。在實(shí)際使用中，離子交換樹(shù)脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹(shù)脂結(jié)構(gòu)不同而異。

(２) 弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂

   弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂含弱酸性基團(tuán)，如羧基－COOH，能在水中離解出H 而呈酸性。樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，如R-COO－(R為碳?xì)浠鶊F(tuán))，能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進(jìn)行離子交換，只能在堿性、1中性或微酸性溶液中(如PH5～14)起作用。水中的有機(jī)物主要是動(dòng)植物腐爛分解產(chǎn)生的腐殖酸、富維酸等帶負(fù)電基團(tuán)的線形分子，其帶負(fù)電基團(tuán)和陰樹(shù)脂帶正電的固定基團(tuán)發(fā)生電性復(fù)合作用，緊緊地吸附在交換位置上。湘中樹(shù)脂.弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂也是用酸進(jìn)行再生(比強(qiáng)酸性樹(shù)脂較易再生)。

（3） 強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂

   強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán)，如季胺基(亦稱四級(jí)胺基)－NR3OH(R為碳?xì)浠鶊F(tuán))，能在水中離解出OH－而呈強(qiáng)堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。湘中樹(shù)脂.強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂的離解性很強(qiáng)，在不同pH下都能正常工作。樹(shù)脂2、離子交換樹(shù)脂內(nèi)含有一定的平衡水份，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中應(yīng)保持濕潤(rùn)，防止1脫水。它用強(qiáng)堿(如NaOH)進(jìn)行再生。

(４) 弱堿性陰離子樹(shù)脂

    弱堿性陰離子樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán)，如伯胺基(亦稱一級(jí)胺基)-NH2、仲胺基(二級(jí)胺基)-NHR、或叔胺基(三級(jí)胺基)-NR2，它們?cè)谒心茈x解出OH－而呈弱堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。湘中樹(shù)脂.弱堿性陰離子樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。釀造上，用樹(shù)脂進(jìn)行酒精脫臭，用湘中732樹(shù)脂脫水制造無(wú)水酒精，用樹(shù)脂除去酒中金屬離子，以提高啤酒葡萄酒的穩(wěn)定性等。它可用Na2CO3、NH4OH進(jìn)行再生。

離子交換樹(shù)脂的裝填

樹(shù)脂的裝填 

1、離子交換器在裝填樹(shù)脂前要徹底清理和檢查。確保所有接受樹(shù)脂的容器在裝樹(shù)脂前是清潔的并用去離子水淋洗過(guò)。

 2、用去離子水將樹(shù)脂裝入再生塔中，在再生塔中加入去離子水，以使下部排水管免受樹(shù)脂的沖擊。建議用水力引入器將混合水的樹(shù)脂裝入容器。也可以“倒”入容器，但是要始終將液面保持在樹(shù)脂層上面。不要用機(jī)械泵裝填樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂的工作原理在離子交換過(guò)程中,水中的陽(yáng)離子（如Na 、Ca2 、K 、Mg2 、Fe3 等）與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的H 進(jìn)行交換,水中陽(yáng)離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上,而樹(shù)脂上的H 交換到水中。速率z1ui大不超過(guò)1m/s,水和樹(shù)脂的混合比例>2:1。 

3、確信去離子水的液面至少高于已經(jīng)裝入的樹(shù)脂床的0.5m以上。然后將樹(shù)脂浸泡在去離子水中至少2小時(shí)。浸泡時(shí)間越長(zhǎng)越好，對(duì)樹(shù)脂無(wú)害。a)陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理：將樹(shù)脂用水洗至流出清水后，用2-4%NaOH浸泡4-8小時(shí)再用水洗至中性，再用5%鹽酸浸泡4-8小時(shí)，用水洗至pH6，待用。（對(duì)于弱堿性和中堿性樹(shù)脂（Lewatit MP 62，MonoPlus MP 64等）必須過(guò)夜使之浸泡透，防止反洗時(shí)損失樹(shù)脂。

 4、浸泡結(jié)束后，仔細(xì)并徹底反洗樹(shù)脂約30min。除去所有的樹(shù)脂細(xì)顆粒以及在裝填過(guò)程中帶入的外界雜質(zhì)?？赡軙?huì)有一些細(xì)樹(shù)脂，也可能沒(méi)有。反洗出口處不應(yīng)該有視窗，其會(huì)妨礙樹(shù)脂細(xì)顆粒的去除。所有的細(xì)顆粒必須反洗出容器。小心不要將好的樹(shù)脂也反洗出容器。陽(yáng)樹(shù)脂的反洗流出液開(kāi)始的時(shí)候可能是棕色的，不必?fù)?dān)心，這是磺酸樹(shù)脂的共有特點(diǎn)，繼續(xù)反洗，一直到反洗液澄清無(wú)細(xì)顆粒。含qing電鍍廢水→砂濾→(炭濾)→精密濾→強(qiáng)酸陽(yáng)床→弱堿陰床→強(qiáng)堿陰床→精密濾→再生水→電鍍生產(chǎn)線精洗。推薦分步反洗，每次反洗50％的樹(shù)脂，反洗速率根據(jù)各樹(shù)脂的技術(shù)資料。陰樹(shù)脂和陽(yáng)樹(shù)脂z1ui好使用兩個(gè)不同的反洗塔，防止交叉污染。

 5、在所有的過(guò)程中，需要使用去離子水，如果沒(méi)有去離子水，先用原水反洗陽(yáng)離子樹(shù)脂，然后用陽(yáng)離子樹(shù)脂軟化后的原水，反洗和裝填陰樹(shù)脂。

 6、第yi次使用樹(shù)脂前，使用倍量再生劑，再生樹(shù)脂。注意：只需要增加再生劑的量，不要增加再生劑的濃度。

 7、由于樹(shù)脂在再生過(guò)程中會(huì)膨脹，所以推薦先裝填90％的樹(shù)脂，再生，淋洗，然后根據(jù)樹(shù)脂的膨脹程度補(bǔ)填剩余的樹(shù)脂