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，此時就需要軟水機進行樹脂再生，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陽離子交換樹脂的再生廢液進行再生的。因此，在進酸的同時，弱陽離子交換器必須進稀釋水（JF9201濾后水），進水量以液位不超過交換器進酸口為宜。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)進酸濃度。

（3） 進酸完后，弱陽離子交換器必須立即進JF9201濾后水置換清洗，強陽離子交換器必須立即進精制水置換清洗。

（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內(nèi)需要2-3個小時，通常稱為軟水機反沖洗再生。會根據(jù)軟水機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，一般強酸性陽樹脂用鹽酸再生時不需加熱。強堿性Ⅰ型陰樹脂的再生液溫度為35～50℃。強堿性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。