一，軟化樹(shù)脂概述
離子交換裝置有一半以上用于水處理脫鹽，而水處理脫鹽的主要是強(qiáng)酸性氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和強(qiáng)堿性氫氧型陰離子交換樹(shù)脂。當(dāng)氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與水接觸，發(fā)生離子交換反應(yīng)，水中各種陽(yáng)離子被吸附在樹(shù)脂上，而陽(yáng)樹(shù)脂上結(jié)合的氫離子則被交換下來(lái)，此時(shí)水中只含有氫離子一種陽(yáng)離子。當(dāng)氫氧型陰樹(shù)脂與水接觸發(fā)生離子交換反應(yīng)后，水中各種陰離子被吸附，則水中只含有一種氫氧根離子。當(dāng)經(jīng)過(guò)這種氫氧型陽(yáng)樹(shù)脂的水再經(jīng)過(guò)氫氧型陰樹(shù)脂后，則水中僅含有兩種陰陽(yáng)離子(氫離子和氫氧根離子)就會(huì)結(jié)合成為水，也就完成了水的脫鹽處理過(guò)程。
軟化樹(shù)脂的副作用：因?yàn)檐浕瘶?shù)脂采用的是鈉(Na)型離子交換法，所以制出的水中多少會(huì)含有Na離子，對(duì)人體飲用有一定的副作用。不過(guò)，在比較精確的情況下是可以使用的。
二，軟化樹(shù)脂置換原理
1、樹(shù)脂軟化水原理
軟水樹(shù)脂由軟水機(jī)的內(nèi)置樹(shù)脂罐，在水通過(guò)時(shí)將水中的硬度離子進(jìn)行置換。就是通常所說(shuō)的“離子交換軟化法”其原理如下：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(shí)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(yáng)離子參與交換反應(yīng)的，稱陽(yáng)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(yáng)離子又有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陽(yáng)、陰離子交換水處理。由于原水的水質(zhì)千差萬(wàn)別，而對(duì)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(shí)，此方法稱為鈉(Na)型離子交換法，此交換劑稱為鈉(Na)型陽(yáng)離子交換劑，相類似的，有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽(yáng)離子交換劑等。
2、樹(shù)脂再生原理
當(dāng)軟水樹(shù)脂置換了水中一定量的鈣鎂等的硬度離子后，將無(wú)法再軟化水，此時(shí)就需要軟水機(jī)進(jìn)行樹(shù)脂再生，也就是樹(shù)脂鈣污染后的還原再生法。
(1) 用Na溶液再生強(qiáng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)，宜采取分步再生法。開(kāi)始以低濃度Na溶液再生，因?yàn)榇藭r(shí)從樹(shù)脂上解吸下來(lái)的Ca2+濃度高，但Na濃度較低，即使形成少量Ca2+Na沉淀也會(huì)被溶液沖走。然后逐步提高Na濃度，此時(shí)從樹(shù)脂上解吸下來(lái)的Ca2+濃度低，不會(huì)形成Na沉淀。
(2) 由于弱陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是用強(qiáng)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生廢液進(jìn)行再生的。因此，在進(jìn)酸的同時(shí)，弱陽(yáng)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(guò)交換器進(jìn)酸口為宜。另外注意觀察弱陽(yáng)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(yáng)離子交換器必須立即進(jìn)JF9201濾后水置換清洗，強(qiáng)陽(yáng)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(yáng)離子交換器必須擦洗反洗，弱陽(yáng)離子交換器必須與強(qiáng)陽(yáng)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(guò)程在家用軟水機(jī)內(nèi)需要2-3個(gè)小時(shí)，通常稱為軟水機(jī)反沖洗再生。會(huì)根據(jù)軟水機(jī)型號(hào)不同而需要一定量的樹(shù)脂再生劑(Na)或工業(yè)鹽。
三，再生方式
樹(shù)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(yàn)，確定最優(yōu)的再生條件。
1、再生方式：軟化樹(shù)脂再生方式按再生液流向與運(yùn)行時(shí)水流方向分為順流、對(duì)流和分流三種。順流再生是指再生液流向與運(yùn)行時(shí)水流方向一致的再生方式，通常是自上而下流動(dòng)。對(duì)流再生指再生液流向與運(yùn)行時(shí)水流方向是相對(duì)的。習(xí)慣上將運(yùn)行時(shí)水流向下流動(dòng)，再生液向上流動(dòng)的水處理工藝稱逆流再生工藝。將運(yùn)行時(shí)水向上流，床層浮動(dòng);再生時(shí)再生液向下流的水處理工藝稱浮動(dòng)床工藝。對(duì)流再生可使出水端樹(shù)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(shí)進(jìn)入，由樹(shù)脂層中間的排水裝置排出，運(yùn)行時(shí)水自上而下流過(guò)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(duì)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(shù)脂的再生程度就高，特別是對(duì)陰樹(shù)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(shù)脂所用的再生劑的量，單位為kg/m3(樹(shù)脂)或g/L(樹(shù)脂)。另外常用的一個(gè)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(shù)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(jì)取得單位工作交換容量所需純?cè)偕鷦┝�，單位g/mol。軟化樹(shù)脂從理論上講1mol的再生劑應(yīng)使交換樹(shù)脂恢復(fù)1mol的交換容量，但實(shí)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(shù)脂，并不能完全恢復(fù)其交容量，所以用量必須超過(guò)理論量。
4、軟化樹(shù)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(shù)脂再生液的溫度與流速：提高再生液的溫度能提高樹(shù)脂的再生程度，但再生溫度不能超過(guò)樹(shù)脂允許的最高使用溫度，一般強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂用鹽酸再生時(shí)不需加熱。強(qiáng)堿性Ⅰ型陰樹(shù)脂的再生液溫度為35～50℃。強(qiáng)堿性Ⅱ型陰樹(shù)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(shù)脂的接觸時(shí)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(shù)脂亂層。再生液的溫度很低時(shí)，不宜提高流速。
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