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+ 進行交換,水中陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中.﹨x0b 水中的陰離子（如Cl-、HCO3-等）與陰離子交換樹脂上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH- 交換到水中.而H+ 與OH- 相結合生成水,從而達到脫鹽的目的.

離子交換機理：化學吸附

歷程：

與液固相反應的歷程類似,

①溶液內離子擴散至樹脂表面,

②由表面擴散到樹脂內部,

③離子交換,

④被交換的離子從樹脂內部擴散至表面,

⑤被交換的離子再擴散至溶液中,

離子交換樹脂再生方法

常規的再生處理

離子交換樹脂(IONRESIN)使用一段時間后，吸附的雜質接近飽和狀態，就要進行再生處理，用化學藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去，使之恢復原來的組成和性能。在實際運用中，為降低再生費用，要適當控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復到z1ui經濟合理的再生水平，通常控制性能恢復程度為70～80%。3處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低（雖然一次投入費用較大）。如果要達到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。 樹脂的再生應當根據樹脂的種類、特性，以及運行的經濟性，選擇適當的再生藥劑和工作條件。

樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系。強酸性和強堿性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當多；而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多于理論值。羅門哈斯公司是生產樹脂的知名企業,在樹脂產品領域具有非常領1先的科技。此外，大孔型和交聯度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。

再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用，并適當地選擇價格較低的酸、堿或鹽。例如：鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl 溶液再生，用藥量為其交換容量的2倍 (用NaCl量為117g/ l 樹脂)；氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉淀物。要想獲得較好的交換效果，對原水或進柱料液的處理是十分重要的，一般指去除懸浮物、強氧化劑等，否則易導致樹脂性能下降，或者運行是不經濟的。為此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。

氯型強堿性樹脂，主要以NaCl 溶液來再生，但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的堿鹽液再生，常規用量為每升樹脂用150～200g NaCl ，及3～4g NaOH。離子交換樹脂的吸附選擇性(１)對陽離子的吸附離子通常被優先吸附，而低價離子的吸附較弱。OH型強堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。

樹脂再生時的化學反應是樹脂原先的交換吸附的逆反應。按化學反應平衡原理，提高化學反應某一方物質的濃度，可促進反應向另一方進行，故提高再生液濃度可加速再生反應，并達到較高的再生水平。

為加速再生化學反應，通常先將再生液加熱至70～80℃。它通過樹脂的流速一般為1～2 BV/h。樹脂離解后余下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。也可采用先快后慢的方法，以充分發揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(水量約4BV)，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液無色、無混濁為止。

一些樹脂在再生和反洗之后，要調校pH值。因為再生液常含有堿，樹脂再生后即使經水洗，也常帶堿性。而一些脫色樹脂 (特別是弱堿性樹脂) 宜在微酸性下工作。例如：陽離子樹脂受含氮的兩1性1化合物污染，可用4%NaOH溶液處理，將它溶解而排掉。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH值下降至６左右，再用水正洗，反洗各一次。 (IONRESIN)樹脂在使用較長時間后，由于它所吸附的一部分雜質(特別是大分子有機膠體物質)不易被常規的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩1性1化合物污染，可用4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉；陰離子樹脂受有機物污染，可提高堿鹽溶液中的NaOH 濃度至0.5～1.0%，以溶解有機物

2) 預處理 工業生產的離子交換樹脂常含有一些過剩溶劑、低聚物和其他雜質，必須除去，否則將影響交換效果和出水質量，因此新樹脂必須進行預處理。樹脂經預處理轉成所需離子型還可以提高其穩定性，并能起到活化樹脂的作用。

a) 陽樹脂預處理：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。

b) 陰樹脂預處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用5%鹽酸浸泡4-8小時 后，用水洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時，用水洗至pH7-9，待用。

c) D301-Ⅲ、D301弱堿樹脂預處理：將樹脂用溫水浸泡4-8小時，用水 洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時，用水洗至中性，有可能進行二次處理，待用。

d) 對于醫1藥工業、食品工業所用樹脂，請按特殊要求進行處理。

e) 用戶可根據不同用途流程設計，將樹脂轉成所需的離子型。

3) 離子交換樹脂的污染、與活化: 離子交換樹脂在長期使用中易受懸浮物質、膠體物質、有機物、細1菌、藻類和鐵、錳等的污染，使離子交換能力降低甚至失去。因此，需根據情況對樹脂進行不定期的活化處理。在水處理中，影響離子交換選擇性的因素有哪些1:水的硬度（具體離子的價態)2：離子交換樹脂的質量和種類3：再生液的質量4：再生周期的設置5、進水的濁度離子交換樹脂都是用有機合成方法制成。活化方法可根據污染情況和條件而定，一般陽樹脂在軟化中易受Fe3+污染，可用鹽酸浸泡后逐步稀釋。陰樹脂易受有機物污染，可用10%NaCl+2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗。必要時可用1%雙氧1水溶液浸泡數分鐘，也可采用酸、堿交替處理法，漂白處理法，酒精處理法和各種滅菌法進行處理。

新樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應的物質和少量低聚合物，還可能吸著鐵、鋁、鋼等重金屬離子。當樹脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時，上述可溶性雜質就會轉入溶液中，在使用初期污染出水水質。所以，新樹脂在投運前要進行預處理。為防止懸浮物污堵，主要是加強對原水的預處理，以降低水中懸浮物含量。1、 陽樹脂預處理步驟如下：　　首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍，將樹脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時，然后放出食1鹽水，用清水漂洗凈，使排出水不帶黃色；其次再用2%-4%NaOH溶液，其量與上相同，在其中浸泡2-4小時（或作小流量清洗），放出堿液后，重洗樹脂直至排出水接近中性為止；后用5%HCI溶液，其量亦與上述相同，浸泡4-8小時后放出酸液，用清水洗至中性待用。2、 陰樹脂的預處理步驟如下：　　其預處理方法中的di一步與陽樹脂預處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時，然后放出酸液，用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時后，放堿液用清水漂洗至中性待用。