水處理常見濾料——離子交換樹脂

水的預處理之后，怎樣進行離子交換軟化水處理呢？使用離子交換技術，定然少不了離子交換樹脂。那么，什么是離子交換樹脂？離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架（或基因）名稱、基本名稱組成。孔隙結構分凝膠型和大孔型兩種，凡具有物理孔結構的稱大孔型樹脂，在全名稱前加“大孔”。離子交換樹脂還可以根據其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。

樹脂的主要性質和類別

首先區分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類，陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類。

而樹脂粒度對水處理有較大影響：粒度大：交換速度慢，交換容量小。粒度小：樹脂的交換能力大，但運行阻力較大。

粒度相差較大，小顆粒樹脂會塞堵大顆粒樹脂間的空隙，造成水流不勻而且還會影響樹脂的反洗。流速過小不能松動樹脂層，流速過大小顆粒樹脂會被沖走流失。一般樹脂的粒徑為0.3~1.2mm。

離子交換原理

離子交換步驟一般分為5步：

1.邊界水膜內的擴散：Na+向樹脂表面遷移，并通過樹脂表面的邊界水膜達到樹脂表面。

2.交聯網孔內的擴散：Na+在交聯網內遷移到交換點。

3.離子交換：Na+離子與H+交換

4.交聯網孔內的擴散：被交換下來的H+在樹脂孔道內的擴散

5.邊界水膜內的擴散：被交換下來的H+通過樹脂表面的邊界水膜層進入水溶液中。

其中，第1、5稱為液膜擴散，2、4稱為孔道擴散，3為交換反應。

水中離子濃度對交換的影響

當水中離子濃度大于0.1mol/l以上時，離子在水膜中的擴散速度很快，整個交換速度受孔道擴散控制，相當于樹脂的再生情況。

當水中離子濃度小于0.003mol/l時，則離子在水膜中的擴散速度很慢，此時整個離子交換速度受液膜擴散控制。這相當于樹脂的運行情況。

離子交換的工作過程

離子交換過程中，樹脂層內會形成三個區域：即失效層、工作層和保護層。而在交換過程中，樹脂層發生的變化又分為三個階段：

①、工作層的形成階段；

②、工作層的移動階段，工作層厚100-200mm；

③、工作層的消失階段。