離子交換樹脂交換法：水柔軟劑的基本原理

　　具有離子交換能力。離子交換樹脂由分類名稱、骨架（或基因）名稱、基本名稱組成。孔隙結(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種，凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂，在全名稱前加“大孔”。分類屬酸性的應(yīng)在名稱前加“陽”，分類屬堿性的，在名稱前加“陰”。如：大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。用于水處理的離子交換樹脂包括離子交換樹脂、磺化煤、鈉沸石等，它們是目前主要的離子交換樹脂。
　　離子交換樹脂由樹脂基體(骨架)和交換基團組成。離子交換樹脂可以根據(jù)其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質(zhì)和類別。首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類，陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類（或再分出中強酸和中強堿性類）。離子交換樹脂由分類名稱、骨架（或基因）名稱、基本名稱組成。孔隙結(jié)構(gòu)分凝膠型和大孔型兩種，凡具有物理孔結(jié)構(gòu)的稱大孔型樹脂，在全名稱前加“大孔”。分類屬酸性的應(yīng)在名稱前加“陽”，分類屬堿性的，在名稱前加“陰”。如：大孔強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂。在離子交換樹脂的形成過程中，采用凝膠法制備樹脂基體.樹脂基球團是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的空間網(wǎng)格聚合物球。例如，苯乙烯基樹脂顆粒。在樹脂顆粒中引入不同的交換基團，使其交換成為離子交換樹脂。例如，苯乙烯樹脂球團在濃硫酸中加熱至100℃，用1%硫酸銀作催化劑，取代聚乙烯樹脂苯環(huán)上的H+，得到強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂。在苯乙烯樹脂中加入季胺基，得到強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。離子交換軟化脫鹽的基本原理是：采用Na型強酸性陽離子交換樹脂，用Na+交換Mg2+硬度去除水中Ca~(2+)，用5%鹽NaCI溶液再生飽和樹脂。當樹脂軟化原水時，水中的Ca2+和Mg2+被完全去除，代之以非硬化的Na+離子，但處理后的水(以mol為單位)的含鹽量并沒有降低。在H型強酸性陽離子交換樹脂中用H+交換脫鹽去除水中金屬離子的基本原理(以符號mm+為代表)，用3%HCl HCI溶液再生飽和樹脂。然后，在OH強堿性陰離子交換樹脂中，除OH-外，所有陰離子均用OH-交換去除(以NN-符號表示)。用2%NaOH溶液再生飽和樹脂。生成的H+和OH-被合并成水分子。用離子交換脫鹽法處理原水時，去除水中的各種離子。



一、陰陽樹脂分層
反沖洗：開啟下進閥、上排閥、啟動中間水泵，用RO出水大流量（約3000L/h）沖洗20分鐘后，小流量（約600L/h）的沖洗約15分鐘使樹脂松動分層。
樹脂分層的好壞，還與樹脂的失效程度有關(guān)，樹脂失效程度越大，分層越容易。
若陰陽樹脂因互相粘結(jié)抱團無法分層時：緩慢打開小量潔凈壓縮空氣，再調(diào)節(jié)排空閥門，使壓縮空氣從混床由下進上排出，從上下窺視鏡觀察樹脂松動以利分層，視其情況可以延長操作時間和次數(shù)，再按照上述反沖洗方法處理陰陽樹脂的分層。
陰陽樹脂的分層是再生操作中非常關(guān)鍵和重要的步驟。
二、排除柱內(nèi)積水
排水靜置沉降：關(guān)閉中間水泵及進水閥，打開中排閥、下排閥，排盡樹脂柱內(nèi)積水（以免再生液被稀釋），水流盡后靜置5分鐘。
三、配制酸堿液注意事項
配制酸堿液時務(wù)必小心操作，戴上護目鏡、橡膠手套和口罩等，保持室內(nèi)通風；若濺到皮膚上用大量的水沖洗或及時就醫(yī)。
四、陰樹脂進堿
1、用純化水把pH =14的堿液配制好；2、調(diào)節(jié)好堿液桶上的出液閥門，打開進堿閥（上進），啟動堿液泵，打開排空閥排除其空氣，待堿液進入后，完全浸泡陰樹脂層時，關(guān)閉排空閥，開啟中排閥并控制中排的開啟程度,堿液流量為300-500l/h（進堿約45分鐘）；3、堿液進完之后，及時用RO水沖洗稀釋堿液桶及進堿管線20分鐘，再關(guān)閉堿液泵、進堿閥；4、再打開上進水閥、啟動中間水泵，用RO水進行沖洗至中排閥排出，直至pH =10為止。再打開下排水閥，關(guān)閉中排水閥，直至出水
五、陽樹脂進酸
1、用純化水把pH =1的酸液配制好；2、調(diào)好酸桶上的出液閥門，打開進酸閥（下進），啟動酸液泵，打開排空閥排除其空氣，待酸液進入后（流量約
為250-300l/h）完全浸泡陽樹脂層時（中排窺視鏡觀察），關(guān)閉排空閥，同時開啟中排閥并控制其開啟程度；3、中排出液pH =1時可適當加大進酸流量，以使陽樹脂不發(fā)生撓動為佳（進酸約需40分鐘）；4、酸液進完之后，及時用RO水沖洗稀釋堿液桶及進酸管線20分鐘，關(guān)閉酸液泵 、進酸閥；5、再打開上進閥、下進閥，啟動中間水泵用RO水進行沖洗，測試中排閥的出水pH =7-8時，關(guān)閉上進、下進閥，由中排把水排盡。
六、陰陽樹脂混合
1、樹脂清洗合格后，打開下進、上排閥，啟動中間水泵（反沖洗使樹脂層松動），將柱內(nèi)積水排至樹脂層面上100-150mm處時，關(guān)中間水泵和進水閥；2、打開小量排空閥，開啟并控制進氣閥門的進氣量（進氣壓力為
0.1-0.15Mpa），觀察上下窺視鏡內(nèi)樹脂有節(jié)律的上下沸騰混合，使上下樹脂顏色深淺混合一致。進氣時間一般為10-15分鐘；3、混合結(jié)束后，關(guān)閉進氣閥、排空閥，再迅速開啟上進閥、中間水泵、下排閥（使樹脂迅速沉降，防止樹脂在沉降過程中重新分層）。同時也要防止樹脂露出水面，否則樹脂間會產(chǎn)生氣泡，從而影響混床的出水水質(zhì)（若混合效果不佳時，可以重復混合操作）。
七、混床的沖洗
混合完畢后，用RO出水進行正洗。正洗流量一般為2000L/h，沖洗約30分鐘，以排出水符合純化水水質(zhì)指標為終點。
八、再生過程中可能出現(xiàn)的問題及對策
1、樹脂混合后如果樹脂間有氣泡，可將柱內(nèi)積水由下排閥排掉，打開排氣閥，然后以很低的流速(使樹脂層不動)以反洗的方式從柱體下部進水，當液面淹沒全部樹脂時，立即停止進水，以免樹脂浮起分層。然后改用正洗方式再進行沖洗即可。
2、影響樹脂再生程度的因素，主要有再生劑的用量、濃度、純度、再生時間、再生劑的流速、再生時的溫度等，在實際操作中應(yīng)予注意。混床允許工作壓力≤0.2MPa。