陽離子交換樹脂的原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
樹脂再生操作步驟:
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2為了使您易于理解接受,以下的說法是盡量通俗的說法。
陽離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團。一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
當水中的鈣鎂離子含量高時,可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變為軟水,這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合后,樹脂的軟化能力下降,可以用氫化納溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作“再生”。
陽離子交換樹脂的再生方式:
離子交換劑失效后通過再生來恢復離子交換能力,常用再生方式有順流再生與逆流再生。
(一)順流再生
樹脂順流再生時原水與再生液流過交換劑層的方向相同。因此在再生液流過交換劑層時首先接觸到的是交換劑層上部完全失效的已包含上部交換劑層被置換出來的離子,影響交換劑層下部的再主度(再生度指離子交換劑層中已再生離子量與全部交換容量的比值),造成處理水質降低、再生劑耗量增加。順流再生離子交換設備簡單,工作可靠,但受原水水質組分影響大,再生效果換容量不能得到充分利用。而再生后,下部再生度較低,為了提高出水質量和工作交換容量,增加再生劑的耗量。
(二)逆流再生
原水從交換器上部進人與再生液的方向相反,逆流再生(也稱對流再生)過程。與順流再生比較,采用逆流再生提高了再生劑利用率,降低再生劑耗量30%-50%提高出水質量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生廢液排放量與排放濃度,排放再生廢液中酸、堿濃度小于1%。采用逆流再生原水含鹽量500mg/L時,仍能保持出水質量;增口交換劑工作層,同時原水先接觸上部未再生交換劑,減少了反離子效應,提高了交換劑工作交換容量。
不同品種的離子交換樹脂,其化學組成和結構都有所不同,操作時也要參考其性質,總體來說,在使用過程中也是比較輕松的。