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交換容量

離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量”，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；當離子為一價時，毫克當量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數(shù)）。它又有“總交換容量”、“工作交換容量”和“再生交換容量”等三種表示方式。1、總交換容量，表示每單位數(shù)量（重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。離子交換樹脂塔2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量，表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。離子交換樹脂裝填完并接上管線后，應先將桶槽上端的通氣孔打開，緩慢的通入水，直至通氣孔溢水且不再有氣泡產生后，將通氣孔緊閉，開始采水。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%（一般控制70～80%），而工作交換容量為再生交換容量的30～90%（對再生樹脂而言），后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結構不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進行計算，在具體設計中，需憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行修正，并在實際運行時復核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機離子進行。這些離子尺寸較小，能自由擴散到樹脂體內，與它內部的全部交換基團起反應。而在實際應用時，溶液中常含有高分子有機物，它們的尺寸較大，難以進入樹脂的顯微孔中，因而實際的交換容量會低于用無機離子測出的數(shù)值。這種情況與樹脂的類型、孔的結構尺寸及所處理的物質有關。

影響離子交換樹脂再生的因素有哪些

離子交換樹脂再生長度的好壞,和許多因素有關,再生劑用量、濃度、溫度和流速等都是影響再生過程的主要因素.﹨x0d（1）再生劑的用量﹨x0d從理論分析,再生劑用量應與樹脂工作交換容量相當,但實際上由于交換反應是可逆的,再生劑用量需遠遠超過理論用量才能滿足足夠的再生度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹脂的再生程度,但當比耗增加到一定程度后,再繼續(xù)增加比例,再生程度提高很少,所以用過高的比耗是不經(jīng)濟的,因此,實際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹脂的工作交換容量可以恢復到原來的70%-80%.﹨x0d（2）再生劑濃度﹨x0d一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當再生劑的用量一定時,再生劑濃度,會使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時間縮短而且可能產生不均勻的再生反應,再生效果下降,導致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產上需要合理的控制再生劑的濃度.﹨x0d（3）再生劑的流速﹨x0d再生劑的流速應控制適宜以保證再生反應充分,再生反應流速主要取決于離子的擴散速度,但同時與離子的價態(tài)有關,一般價態(tài)越高所需反應時間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴散,再生效果也會受到影響,﹨x0d（4）再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時加快內擴散和外擴散,雖然對提高樹脂再生效果有利,同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質的清除程度,但由于樹脂熱穩(wěn)定性的限制,再生劑的溫度不宜過高,一般控制在25-40度為宜.

2) 預處理 工業(yè)生產的離子交換樹脂常含有一些過剩溶劑、低聚物和其他雜質，必須除去，否則將影響交換效果和出水質量，因此新樹脂必須進行預處理。樹脂經(jīng)預處理轉成所需離子型還可以提高其穩(wěn)定性，并能起到活化樹脂的作用。 

a) 陽樹脂預處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用2-4%NaOH浸泡4-8 小時再用水洗至中性，再用5%鹽酸浸泡4-8小時，用水洗至pH6，待用。

b) 陰樹脂預處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用5%鹽酸浸泡4-8小時 后，用水洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時，用水洗至pH7-9，待用。

 c) D301-Ⅲ、D301弱堿樹脂預處理：將樹脂用溫水浸泡4-8小時，用水 洗至pH6，再用2-4%NaOH浸泡4-8小時，用水洗至中性，有可能進行二次處理，待用。

 d) 對于醫(yī)1藥工業(yè)、食品工業(yè)所用樹脂，請按特殊要求進行處理。 

e) 用戶可根據(jù)不同用途流程設計，將樹脂轉成所需的離子型。

3) 離子交換樹脂的污染、與活化: 離子交換樹脂在長期使用中易受懸浮物質、膠體物質、有機物、細1菌、藻類和鐵、錳等的污染，使離子交換能力降低甚至失去。因此，需根據(jù)情況對樹脂進行不定期的活化處理。﹨x0b水中的陰離子（如Cl-、HCO3-等）與陰離子交換樹脂上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中?；罨椒筛鶕?jù)污染情況和條件而定，一般陽樹脂在軟化中易受Fe3 污染，可用鹽酸浸泡后逐步稀釋。陰樹脂易受有機物污染，可用10%NaCl 2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗。必要時可用1%雙氧1水溶液浸泡數(shù)分鐘，也可采用酸、堿交替處理法，漂白處理法，酒精處理法和各種滅菌法進行處理。

離子交換樹的物理結構

一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質，例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。6)離子交換樹脂處理電鍍廢水機組也可用于電鍍后工件漂洗水中貴重金屬離子的回收。使用時的作用快、，所需處理時間縮短。大孔樹脂還有多種優(yōu)點：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對有機大分子物質較易吸附和交換，因而抗污染力強，并較容易再生。