交換容量

離子交換樹脂進(jìn)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(dāng)量數(shù)，meq/g（干）或 meq/mL（濕）；當(dāng)離子為一價(jià)時(shí)，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)（對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子，前者為后者乘離子價(jià)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(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)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)。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(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。離子交換樹脂裝填完并接上管線后，應(yīng)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(chǎn)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(duì)再生樹脂而言），后一比率亦稱為樹脂的利用率。在實(shí)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。現(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算，在具體設(shè)計(jì)中，需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之。離子樹脂交換容量的測定一般以無機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小，能自由擴(kuò)散到樹脂體內(nèi)，與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng)。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，溶液中常含有高分子有機(jī)物，它們的尺寸較大，難以進(jìn)入樹脂的顯微孔中，因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無機(jī)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)。

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(guān),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(yīng)與樹脂工作交換容量相當(dāng),但實(shí)際上由于交換反應(yīng)是可逆的,再生劑用量需遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dāng)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(jì)的,因此,實(shí)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(fù)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(dāng)再生劑的用量一定時(shí),再生劑濃度,會(huì)使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時(shí)間縮短而且可能產(chǎn)生不均勻的再生反應(yīng),再生效果下降,導(dǎo)致制水周期縮短,再生次數(shù)增加,酸堿用量增大,所以生產(chǎn)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(yīng)控制適宜以保證再生反應(yīng)充分,再生反應(yīng)流速主要取決于離子的擴(kuò)散速度,但同時(shí)與離子的價(jià)態(tài)有關(guān),一般價(jià)態(tài)越高所需反應(yīng)時(shí)間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴(kuò)散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時(shí)間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴(kuò)散,再生效果也會(huì)受到影響,﹨x0d（4）再生液溫度﹨x0d提高再生液的溫度,能同時(shí)加快內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散,雖然對(duì)提高樹脂再生效果有利,同時(shí)提高溫度能大大改善對(duì)樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質(zhì)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(yù)處理 工業(yè)生產(chǎn)的離子交換樹脂常含有一些過剩溶劑、低聚物和其他雜質(zhì)，必須除去，否則將影響交換效果和出水質(zhì)量，因此新樹脂必須進(jìn)行預(yù)處理。樹脂經(jīng)預(yù)處理轉(zhuǎn)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(yù)處理：將樹脂用水洗至流出清水后，用2-4%NaOH浸泡4-8 小時(shí)再用水洗至中性，再用5%鹽酸浸泡4-8小時(shí)，用水洗至pH6，待用。

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

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

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

e) 用戶可根據(jù)不同用途流程設(shè)計(jì)，將樹脂轉(zhuǎn)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(zhì)、膠體物質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)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(duì)樹脂進(jìn)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(jìn)行交換,水中陰離子被轉(zhuǎn)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(jī)物污染，可用10%NaCl 2-5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗。必要時(shí)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(jìn)行處理。

離子交換樹的物理結(jié)構(gòu)

一些不帶交換功能團(tuán)的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質(zhì)，例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴(kuò)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(jī)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(shí)的作用快、，所需處理時(shí)間縮短。大孔樹脂還有多種優(yōu)點(diǎn)：耐溶脹，不易碎裂，耐氧化，耐磨損，耐熱及耐溫度變化，以及對(duì)有機(jī)大分子物質(zhì)較易吸附和交換，因而抗污染力強(qiáng)，并較容易再生。