電鍍廢水中除重金屬進行離子交換反應的性能和再生問題

　　樹脂的交換能力

　　氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當遇到金屬離子或其它陽離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了。例如，當水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當大時，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進行交換，而形成「鈣型」或「鎂型」的陽離子交換樹脂。

樹脂

　　如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強酸性陽離子交換樹脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強酸性陽離子交換樹脂) 氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數(shù)有密切關系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價數(shù)增加而增加，即價數(shù)越高的陽離子被交換的傾向越大。此外，若價數(shù)相同，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果離子交換樹脂是以自來水中經(jīng)常出現(xiàn)陽離子列為參考對象，則氫型陽離子交換樹脂的交換能力順序可表示如下：

　　強酸性：Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+。

　　弱酸性：H+>Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+。

樹脂

　　由上述交換能力順序可知：強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的母體，對陽離子交換能力順序完全相同，唯一的差異是：兩者對H+的交換能力不同，強酸性對氫離子的親和力弱，弱酸性對氫離子的親和力強，這個特性可能會深深影響它們在水草缸的作用與功能。雖然氫型弱酸性陽離子交換樹脂對氫離子的親合力強，但氫離子(H+)與氫氧離子(OH-)結(jié)合成水(H2O)的親合力更強，所以在堿性水質(zhì)中，弱酸性陽離子交換樹脂中的H+會快速被OH-所消耗，OH-主要來自KH硬度(HCO3-)的水解反應：HCO3-+H2O←→ H2CO3 +OH-、H+所遺留之「活性位置」再改由其它陽離子如Fe3+>Fe2+>Mn2+>Ca2+>Mg2+……等依序取代，一直持續(xù)到HCO3-完全被消除為止(KH=0)。

樹脂

　　因此弱酸性陽離子交換樹脂的主要作用區(qū)間是在于pH=5~14的水質(zhì)。由于HCO3-為暫時硬度的陰離子，因此當HCO3-完全被消除后，它的「當量陽離子」，如如鈣、鎂等離子也同時完全被取代，故能消除所有暫時硬度的「當量陽離子」。氫型強酸性陽離子交換樹脂對氫離子(H+)的親合力弱，使它在任何pH之下，它都具有交換能力，因此可以完全除去GH硬度(暫時硬度及永久硬度)。