離子交換樹脂在使用過(guò)程中需要再生相信大家都了解，但是為什么需要再生呢？以及再生操作需要注意哪些問(wèn)題呢？今天就和大家一起了解陽(yáng)離子交換樹脂再生方法。
陽(yáng)離子交換樹脂再生原理是什么？
陽(yáng)離子交換樹脂運(yùn)行主要是吸附離子，所以使用一段時(shí)間后會(huì)接近飽和樹脂。這個(gè)時(shí)候如果不再生的話，那么樹脂就不能再吸附，也就“沒(méi)用”了。這個(gè)時(shí)候會(huì)進(jìn)行再生操作。將化學(xué)藥劑將陽(yáng)離子交換樹脂吸附的離子和雜質(zhì)洗脫除去。
離子交換法的工作原理
鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過(guò)鈉型陽(yáng)陽(yáng)離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過(guò)程如下：
2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
即水通過(guò)鈉離子交換器后，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
當(dāng)鈉離子交換樹脂失效之后，為恢復(fù)其交換能力，就要進(jìn)行再生處理。再生劑為價(jià)廉貨廣的食鹽溶液。
樹脂再生操作步驟：
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2為了使您易于理解接受，以下的說(shuō)法是盡量通俗的說(shuō)法，與標(biāo)準(zhǔn)工具書的說(shuō)法可能不盡一致（但不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)性錯(cuò)誤）。
陽(yáng)離子交換樹脂是一種聚合物，帶有相應(yīng)的功能基團(tuán)。一般情況下，常規(guī)的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時(shí)，陽(yáng)離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰?，這是軟化水設(shè)備的工作過(guò)程。
當(dāng)樹脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后，樹脂的軟化能力下降，可以用氫化納溶液流過(guò)樹脂，此時(shí)溶液中的鈉離子含量高，功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合，這樣樹脂就恢復(fù)了交換能力，這個(gè)過(guò)程叫作“再生”。
陽(yáng)離子交換樹脂的再生方式
陽(yáng)離子交換樹脂的再生方式陽(yáng)離子交換樹脂的再生方式離子交換劑失效后通過(guò)再生來(lái)恢復(fù)離子交換能力，常用再生方式有順流再生與逆流再生。
(一)順流再生
陽(yáng)離子交換樹脂,軟化樹脂,樹脂順流再生時(shí)原水與再生液流過(guò)交換劑層的方向相同。因此在再生液流過(guò)交換劑層時(shí)首先接觸到的是交換劑層上部完全失效的已包含上部交換劑層被置換出來(lái)的離子，影響交換劑層下部的再主度(再生度指離子交換劑層中已再生離子量與全部交換容量的比值)，造成處理水質(zhì)降低、再生劑耗量增加。順流再生離子交換設(shè)備簡(jiǎn)單，工作可靠，但受原水水質(zhì)組分影響大，再生效果換容量不能得到充分利用。而再生后，下部再生度最低，為了提高出水質(zhì)量和工作交換容量，必須增加再生劑的耗量。
(二)逆流再生
原水從交換器上部進(jìn)人與再生液的方向相反，逆流再生(也稱對(duì)流再生)過(guò)程
1.逆流再生的優(yōu)點(diǎn)
與順流再生比較，采用逆流再生提高了再生劑利用率，降低再生劑耗量30%-50%提高出水質(zhì)量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生廢液排放量與排放濃度，排放再生廢液中酸、堿濃度小于1%。采用逆流再生原水含鹽量500mg/L時(shí)，仍能保持出水質(zhì)量;由丁辱部交換劑再生徹底，增口交換劑工作層，同時(shí)原水先接觸上部未徹底再生交換劑，減少了反離子效應(yīng)，提高了交換劑工作交換容量。
2.逆流再生設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在運(yùn)行中，如采用強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂、強(qiáng)堿陰樹脂，當(dāng)由H型樹脂轉(zhuǎn)為Na型，由。H型樹脂轉(zhuǎn)為Cl型時(shí)，體積收縮，交換劑層孔隙率逐漸減少，實(shí)際樹脂失效時(shí)體積縮小80一l00mm。逆流再生時(shí)，再生液從底部進(jìn)人，需要保持交換劑層穩(wěn)定，壓實(shí)狀態(tài)，因此需要增加壓實(shí)層與頂壓措施。壓實(shí)層的作用能截留懸浮雜質(zhì)，使頂壓的空氣或水通過(guò)壓實(shí)層能均勻分布于整個(gè)床層，保持床層在逆流再生時(shí)床層不上升或流動(dòng)。頂壓措施有氣頂壓(在底部進(jìn)再生液，同時(shí)在上部進(jìn)凈化壓縮空氣)、水頂壓(在底部進(jìn)再生液，同時(shí)在上部小流量進(jìn)水)及無(wú)頂壓(再生液在底部低速進(jìn)人)三種方式。壓實(shí)層高度一般在中間排液管上面150~200mm。采用壓實(shí)層可以防止交換劑層上升或流動(dòng)并截留進(jìn)水中雜質(zhì)。壓實(shí)層材料曾經(jīng)采用過(guò)白球等，當(dāng)前都采用與其相同的陽(yáng)離子交換樹脂。無(wú)頂壓(再生液低速進(jìn)人)操作簡(jiǎn)單已廣泛應(yīng)用，采用無(wú)頂壓逆流再生壓實(shí)層可適當(dāng)提高，目前一般采用200mm。
3.逆流再生的應(yīng)用
在強(qiáng)一弱型樹脂聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)中，強(qiáng)型樹脂的再生可采用順I(yè)lk再生或逆流再生，弱型樹脂一般采用順流再生，因弱型樹脂極易再生，再生水平對(duì)弱型樹脂工作交換容量的影響不大。
陽(yáng)離子交換樹脂再生劑：
1.再生劑的純度
再生用的藥品質(zhì)量對(duì)陽(yáng)離子交換樹脂的再生效果有很大的影響，陰陽(yáng)離子交換樹脂再生采用高純堿有利于對(duì)陰樹脂的再生。根據(jù)離子交換平衡原理，對(duì)工業(yè)堿與高純堿質(zhì)量的理論分析得出，采用高純堿再生時(shí)，其陰床出水Cl一含量?jī)H為工業(yè)堿再生時(shí)的1/46。實(shí)踐證明，采用高純堿再生時(shí)，樹脂的再生度提高了約77%，樹脂的工作交換容量提高了約13%，同時(shí)設(shè)備的周期制水量提高了約16 %。表3-24為弱堿陰樹脂工作交換容量與進(jìn)水質(zhì)、堿液質(zhì)量的關(guān)系。
2.再生劑量
離子交換是可逆的，離子交換劑失效后理論上再生1 mol離子量需要再生劑的摩爾量稱為再生比耗(或稱再生水平)，以100%純度再生劑表示。也可用實(shí)際再生劑的消耗量與理論需要量的比值來(lái)表示，如強(qiáng)堿陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗為1.5，即實(shí)際再生lmol離子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g)，也可以說(shuō)強(qiáng)堿陰樹脂需要100%純度NaOH的再生比耗(再生水平)為60g/mol。再生比耗與進(jìn)水水質(zhì)、樹脂質(zhì)量、再生方式等因數(shù)有關(guān)。陽(yáng)離子交換樹脂首次再生，其再生劑量應(yīng)是設(shè)計(jì)再生劑量的1.5~2倍，逆流再生設(shè)備在大反洗后的再生劑量要增加10%-50%。
3.再生液溫度
一般均在常溫下再生。陰樹脂再生時(shí)，所用再生液的溫度和再生時(shí)間，對(duì)再生程度的影響要比陽(yáng)樹脂大。當(dāng)原水中Si02 ＜A＜10%，加熱堿液不經(jīng)濟(jì)Si02 ＜A比值升高時(shí)，加熱堿液除硅效果明顯提高。陰陽(yáng)離子交換樹脂提高再生液的溫度可以改善對(duì)硅酸的再生效果和縮短再生時(shí)間，但溫度太高易使樹脂的交換基團(tuán)分解，影響其交換容量的使用壽命。實(shí)踐證明，再生和清洗的最佳溫度對(duì)于工型強(qiáng)堿性陰樹脂為35~50℃ II型為(35士3)℃在動(dòng)態(tài)陰離子交換過(guò)程中，HSiO-3在樹脂層中的分布情況與其他陰離子有些不同。HSiO-3雖然主要是被下層的陰樹脂吸附著，但就是在最上層的樹脂中也有少量吸附。同理，再生時(shí)，樹脂層中硅酸氫根被置換出來(lái)的速度也就比較緩慢。堿液不加熱要增加再生劑的耗量。
5.再生液的濃度和流速
再生液流速涉及再生液和樹脂的接觸時(shí)間，直接影響再生效果。在離子交換器中，再生液的流速一般控制在4 ~8m/h。如果再生液和樹脂的接觸時(shí)間不夠，可調(diào)整再生液的濃度和流速，必要時(shí)修改設(shè)備直徑。強(qiáng)型陽(yáng)離子交換樹脂的再生濃度一般采用2%-5%，弱型陽(yáng)離子交換樹脂容易再生，對(duì)再生效率影響不大，再生濃度一般采用0.5%一5%。強(qiáng)堿性陰陽(yáng)離子交換樹脂的再生流速=2~4，再生時(shí)間與運(yùn)行時(shí)進(jìn)水中的Si02%有關(guān)。
6.置換
陽(yáng)離子交換樹脂,軟化樹脂,樹脂再生后，再生系統(tǒng)管道與樹脂層內(nèi)殘存一定量的再生劑，需用水(或去離子水)進(jìn)行清洗，這個(gè)過(guò)程也稱為置換清洗水量是系統(tǒng)、設(shè)備自用水量的一部分。置換過(guò)程中的需水量。
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