交換容量

離子交換樹脂進行離子交換反應(yīng)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(yīng)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(guān)。HCO3－(３)對有色物的吸附糖液脫色常使用強堿性陰離子樹脂，它對擬黑色素(還原糖與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)物)和還原糖的堿性分解產(chǎn)物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。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。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(jié)構(gòu)不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進行計算，在具體設(shè)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(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團起反應(yīng)。而在實際應(yīng)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(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。

離子交換樹脂的基本類型

(１) 強酸性陽離子樹脂

   強酸性陽離子樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中離解出H ，故呈強酸性。樹脂離解后，本體所含的負電基團，如SO3-，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽離子。這兩個反應(yīng)使樹脂中的H 與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。3處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低（雖然一次投入費用較大）。湘中樹脂. 強酸性陽離子樹脂樹脂在使用一段時間后，必須進行再生處理，即用化學藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態(tài)，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H 結(jié)合而恢復原來的組成。

(２) 弱酸性陽離子樹脂

   弱酸性陽離子樹脂含弱酸性基團，如羧基－COOH，能在水中離解出H 而呈酸性。樹脂離解后余下的負電基團，如R-COO－(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在堿性、1中性或微酸性溶液中(如PH5～14)起作用。離子交換樹脂故障的排查與方法1、石英砂墊層亂層交換器底部選用石英砂墊層時，因反洗操作不當或積污，會造成石英砂層結(jié)塊。湘中樹脂.弱酸性陽離子樹脂也是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

（3） 強堿性陰離子樹脂

   強堿性陰離子樹脂含有強堿性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)－NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH－而呈強堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。湘中樹脂.強堿性陰離子樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。袋裝樹脂應(yīng)避免直接日曬，遠離鍋爐、取暖器等加熱裝置，避免脫水。它用強堿(如NaOH)進行再生。

(４) 弱堿性陰離子樹脂

    弱堿性陰離子樹脂含有弱堿性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH－而呈弱堿性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。湘中樹脂.弱堿性陰離子樹脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。離子交換樹脂的選擇性,對于分析和判斷化學水處理過程是很重要的。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。

微生物污染

當樹脂儲存或長時 間沒有進行再生時，樹脂吸附了水中的藻類和微生物，這些微生物以樹脂內(nèi)硝內(nèi)硝1酸鹽、胺等為營養(yǎng)物迅速繁殖。微生物不但污染水質(zhì)，還可以破壞樹脂結(jié)構(gòu)，使樹 脂降低或者喪失交換能力。因此為了減少樹脂的污染和，原水在進行交換柱之前應(yīng)進行一定的預處理。3、當環(huán)境溫度在零度或以下時，為防止樹脂因內(nèi)部水份結(jié)冰而崩裂，應(yīng)做好保溫措施，或根據(jù)氣溫條件，將樹脂存于不同濃度的食1鹽水中，防止冰凍。另外，強酸性陽樹脂被氧化的降解產(chǎn)物——二乙煩憂笨及陽樹脂機械破碎形成的帶負電基團 的膠狀物，也能使陰樹脂受到污染。