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軟化水樹脂

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離子交換水處理是指采用離子交換劑，使交換劑中和水溶液中可交換離子產(chǎn)生符合等物質(zhì)的量規(guī)則的可逆性交換，導(dǎo)致水質(zhì)改善而交換劑的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生實質(zhì)性（化學(xué)的）變化的水處理方式。在這種水處理方式中，只有陽離子參與交換反應(yīng)的，稱陽離子交換水處理；只有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陰離子交換水處理；既有陽離子又有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陽、陰離子交換水處理。由于原水的水質(zhì)千差萬別，而對出水水質(zhì)的要求又多種多樣，所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法，采用這些水處理方法而使原水軟化、除堿和除鹽。離子交換劑中參與交換反應(yīng)的離子是鈉離子Na+時，此方法稱為鈉（Na）型離子交換法，此交換劑稱為鈉（Na）型陽離子交換劑，相類似的，有氫（H）型離子交換法及氫（H）型陽離子交換劑等。

樹脂再生原理

當(dāng)軟化水樹脂置換了水中一定量的鈣鎂等的硬度離子后，將無法再軟化水，此時就需要軟水機(jī)進(jìn)行樹脂再生，也就是樹脂鈣污染后的還原再生法。

（1） 用Na溶液再生強(qiáng)陽離子交換樹脂時，宜采取分步再生法。開始以低濃度Na溶液再生，因為此時從樹脂上解吸下來的Ca2+濃度高，但Na濃度較低，即使形成少量Ca2+Na沉淀也會被溶液沖走。然后逐步提高Na濃度，此時從樹脂上解吸下來的Ca2+濃度低，不會形成Na沉淀。

（2） 由于弱陽離子交換樹脂是用強(qiáng)陽離子交換樹脂的再生廢液進(jìn)行再生的。因此，在進(jìn)酸的同時，弱陽離子交換器必須進(jìn)稀釋水（JF9201濾后水），進(jìn)水量以液位不超過交換器進(jìn)酸口為宜。另外注意觀察弱陽離子交換器排出的再生廢液顏色，如呈白色渾濁物，即使調(diào)節(jié)進(jìn)酸濃度。

（3） 進(jìn)酸完后，弱陽離子交換器必須立即進(jìn)JF9201濾后水置換清洗，強(qiáng)陽離子交換器必須立即進(jìn)精制水置換清洗。

（4） 冬季由于再生液溫度低，更易出現(xiàn)鈣污染。因此在再生前，弱陽離子交換器必須擦洗反洗，弱陽離子交換器必須與強(qiáng)陽離子交換器之間再生廢液的管道必須反沖，做到防患于未然。

此過程在家用軟水機(jī)內(nèi)需要2-3個小時，通常稱為軟水機(jī)反沖洗再生。會根據(jù)軟水機(jī)型號不同而需要一定量的樹脂再生劑（Na）。

再生條件

樹脂再生是離子交換水處理中很重要的一環(huán)。影響再生效果的因素很多，如再生方式，再生劑的種類、純度、用量，再生液的濃度、流速、溫度等。要取得好的再生效果，必須進(jìn)行調(diào)整試驗，確定最優(yōu)的再生條件。

1、再生方式

軟化樹脂再生方式按再生液流向與運行時水流方向分為順流、對流和分流三種。

順流再生是指再生液流向與運行時水流方向一致的再生方式，通常是自上而下流動。

對流再生指再生液流向與運行時水流方向是相對的。習(xí)慣上將運行時水流向下流動，再生液向上流動的水處理工藝稱逆流再生工藝。將運行時水向上流，床層浮動;再生時再生液向下流的水處理工藝稱浮動床工藝。對流再生可使出水端樹脂層再生度最高，出水水質(zhì)好。

分流再生是指再生液自交換器的上端和下端同時進(jìn)入，由樹脂層中間的排水裝置排出，運行時水自上而下流過床層。這種交換器上部床層采用順流再生工藝，下部床層采用對流再生工藝。

2、再生劑的品種與純度

一般認(rèn)為鹽酸的再生效果優(yōu)于硫酸，硫酸再生成本低于鹽酸。再生劑的純度高，雜質(zhì)含量少，樹脂的再生程度就高，特別是對陰樹脂影響更大。

3、再生劑用量

再生劑用量是影響再生的重要因素，其概念是單位體積樹脂所用的再生劑的量，單位為kg/m3(樹脂)或g/L(樹脂)。另外常用的一個指標(biāo)是再生劑比耗，它是指投入的再生劑的量與所獲得樹脂的工作交換容量的比值。還有一種表示法即再生劑耗量，是預(yù)計取得單位工作交換容量所需純再生劑量，單位g/mol。

軟化樹脂從理論上講1mol的再生劑應(yīng)使交換樹脂恢復(fù)1mol的交換容量，但實際上再生反應(yīng)最多只能進(jìn)行到離子交換化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)，只用理論量的再生劑再生樹脂，并不能完全恢復(fù)其交容量，所以用量必須超過理論量。

提高再生劑的用量，可以提高樹脂的再生程度，但再生劑比耗增加到一定程度之后，再生程度的提高則不明顯。再生劑用量與離子交換樹脂的性質(zhì)有關(guān)，一般強(qiáng)型樹脂所需再生劑用量高于弱型樹脂。不同的再生方式，再生劑用量也有所不同，一般順流再生的再生劑用量要高于逆流再生的。

軟化樹脂再生方式采用順流時，由于再生液首先接觸到的是上部完全失效的樹脂，所以這一部分樹脂得到了很好的再生。當(dāng)再生液再往下流與交換器底部樹脂接觸時，再生液中已經(jīng)積累了大量被置換出來的離子，嚴(yán)重影響了交換樹脂的再生程度，使這部分樹脂沒有得到充分的再生，影響了出水水質(zhì)。如果要提高這部分樹脂的再生程度，就要增加再生劑的用量。

軟化樹脂再生方式采用逆流時，由于交換器底部樹脂總是和新鮮的再生劑相接觸，所以可以達(dá)到很高的再生程度，運行時水最后和這部分再生程度高的樹脂接觸，保證了出水水質(zhì)。采用逆流再生時，交換器上部樹脂再生程度差，雖然它首先與進(jìn)水接觸，但由于水中從樹脂交換下來離子含量少，所以還是可以進(jìn)行離子交換的，這部分樹脂的交換容量仍可以得到充分的發(fā)揮。因此這種再生方式比較優(yōu)越，使用得也比較廣泛。

4、軟化樹脂再生液的濃度

再生液的濃度與再生方式有關(guān)，一般順流再生的再生液濃度應(yīng)高于逆流再生的。通常HCl以3%～5%為宜，NaOH以2%～4%為宜。

5、軟化樹脂再生液的溫度與流速

提高再生液的溫度能提高樹脂的再生程度，但再生溫度不能超過樹脂允許的最高使用溫度，一般強(qiáng)酸性陽樹脂用鹽酸再生時不需加熱。強(qiáng)堿性Ⅰ型陰樹脂的再生液溫度為35～50℃。強(qiáng)堿性Ⅱ型陰樹脂適宜的再生液溫度為35±3℃。

再生液流速影響著再生液與樹脂的接觸時間，一般以4～8m/h為宜。逆流再生的再生液流速應(yīng)保證不使樹脂亂層。再生液的溫度很低時，不宜提高流速。