用離子交換樹脂軟化水的原理是什么?

應(yīng)用離子交換樹脂進(jìn)行水處理軟化時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的Na 離子和水中同符號電荷的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型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2 、Mg2 的水時,發(fā)生如下反應(yīng)：

2RNa Ca2 →  R2Ca 2Na

2RNa Mg2 →  R2Mg 2Na

影響離子交換樹脂再生的因素有哪些

離子交換樹脂再生長度的好壞,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)與樹脂工作交換容量相當(dāng),但實際上由于交換反應(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,所以用過高的比耗是不經(jīng)濟(jì)的,因此,實際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹脂的工作交換容量可以恢復(fù)到原來的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,再生劑濃度,會使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時間縮短而且可能產(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散速度,但同時與離子的價態(tài)有關(guān),一般價態(tài)越高所需反應(yīng)時間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴散,再生效果也會受到影響,﹨x0d（4）再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時加快內(nèi)擴散和外擴散,雖然對提高樹脂再生效果有利,同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質(zhì)的清除程度,但由于樹脂熱穩(wěn)定性的限制,再生劑的溫度不宜過高,一般控制在25-40度為宜.

離子交換樹脂的基本類型

(１) 強酸性陽離子樹脂

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

(２) 弱酸性陽離子樹脂

   弱酸性陽離子樹脂含弱酸性基團(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離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽離子交換作用。這種樹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。水中的有機物主要是動植物腐爛分解產(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。湘中樹脂.弱酸性陽離子樹脂也是用酸進(jìn)行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

（3） 強堿性陰離子樹脂

   強堿性陰離子樹脂含有強堿性基團(tuán)，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳?xì)浠鶊F(tuán))，能在水中離解出OH－而呈強堿性。這種樹脂的正電基團(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。湘中樹脂.強堿性陰離子樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。樹脂2、離子交換樹脂內(nèi)含有一定的平衡水份，在儲存和運輸中應(yīng)保持濕潤，防止1脫水。它用強堿(如NaOH)進(jìn)行再生。

(４) 弱堿性陰離子樹脂

    弱堿性陰離子樹脂含有弱堿性基團(tuán)，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團(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。湘中樹脂.弱堿性陰離子樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。釀造上，用樹脂進(jìn)行酒精脫臭，用湘中732樹脂脫水制造無水酒精，用樹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。

離子交換樹脂的裝填

樹脂的裝填 

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

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

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

 4、浸泡結(jié)束后，仔細(xì)并徹底反洗樹脂約30min。除去所有的樹脂細(xì)顆粒以及在裝填過程中帶入的外界雜質(zhì)?？赡軙幸恍┘?xì)樹脂，也可能沒有。反洗出口處不應(yīng)該有視窗，其會妨礙樹脂細(xì)顆粒的去除。所有的細(xì)顆粒必須反洗出容器。小心不要將好的樹脂也反洗出容器。陽樹脂的反洗流出液開始的時候可能是棕色的，不必?fù)?dān)心，這是磺酸樹脂的共有特點，繼續(xù)反洗，一直到反洗液澄清無細(xì)顆粒。含qing電鍍廢水→砂濾→(炭濾)→精密濾→強酸陽床→弱堿陰床→強堿陰床→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％的樹脂，反洗速率根據(jù)各樹脂的技術(shù)資料。陰樹脂和陽樹脂z1ui好使用兩個不同的反洗塔，防止交叉污染。

 5、在所有的過程中，需要使用去離子水，如果沒有去離子水，先用原水反洗陽離子樹脂，然后用陽離子樹脂軟化后的原水，反洗和裝填陰樹脂。

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

 7、由于樹脂在再生過程中會膨脹，所以推薦先裝填90％的樹脂，再生，淋洗，然后根據(jù)樹脂的膨脹程度補填剩余的樹脂