失效的离子交换树脂经再生后通常体积

⑴ 什么叫离子交换树脂

什么是离子交换树脂？

1.离子交换树脂是一种具有网状立体结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体高分子化合物.离子交换树脂的单元结构由两部分组成。一部分是不可移动且具有立体结构的网络骨架，另一部分是可移动的活性离子。

2.离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料，在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。如果树脂释放的是活性阳离子，它就能和溶液中的阳离子发生交换，称阳离子交换树脂如果释放的是活性阴离子，它就能交换溶液中的阴离子，称阴离子交换树脂。

离子交换树脂的原理是什么？

在离子交换过程中，水中的阳离子（如Na+、Cat、Kt、Mg2+、Fe3+等）与阳离子交换树脂上的H+进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+交换到水中。水中的阴离子（如C1-、HCO，等）与阴离子交换树脂上的O进行交换，水中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH-交换到水中。而H+与0H-相结合生成水，从而达到过滤的目的。

⑵ 离子交换器再生时置换水量一般为树脂体积的多少倍

一般国际上按照标准900-1000mmol/L为单位交换容量。
（交换容量可分为是理论交换容量和工作交换容量。理论交换容量又分为质量理论交换容量和体积理论交换容量。工作交换容量又分为穿透交换容量、饱和交换容量和再生交换容量。）

⑶ 井水烧开后有白色沉淀物或漂浮物，怎么解决

白色沉淀物或泡沫正是水中的钙镁离子的沉淀物组成的

解决方法：

1、最简单的方法就是将开水中的沉淀物或者泡沫过滤掉，不过比较麻烦。

2、使用水质软化器。

3、水质软化方法主要有两种:

一为化学软化法,就是在水中加入一些药剂,从而把水中的钙、镁离子转变为难溶的化合物并使其沉淀析出。例如用石灰软化，但要控制好ph值，最好9-10之间。

二，在水里加点喝的醋也可以达到软化的效果，是把钙变成醋酸钙，溶解在水里。

(3)失效的离子交换树脂经再生后通常体积扩展阅读

井水因甘平无毒，古人常用于止血。如金疮出血、犬咬出血、衄血不止，均以井水洗之。此外，反胃、热痢、热淋等也用井水治疗或井水煎药服用。

一般不可以，没有消毒。但一般泉水可以。还要注意水的水质，比如化学成分、酸碱度等等，只有符合国家标准的饮用水才可直接饮用井水冬暖夏凉,于是人们以为冬天井水温度比夏天的高,其实正好相反。如果用温度计分别测量冬天和夏天的井水温度,冬天的比夏天还低3-4℃。这是怎么一回事呢?

人们感觉井水冬暖夏凉,是相对于当时地面上的温度来说的。炎热的夏天,地球表面直接受太阳的照射和气流的影响,温度升高很快。而地下的泥土只能通过上层泥土从大气中吸热,由于泥土传热很慢,因此地下深处的温度要比地面的温度低, 所以井水的温度比地面上的温度低。假如把井水提到地面上,就觉得特别凉。

寒冷的冬天,地面上的温度降低很快,常在0℃以下,湖面的水就要结冰。由于地下深处的泥土不能直接向空气中散热,因此地下温度变化不大,井水的温度就比地面上高。这时把水提到地面上,就觉得比较热。

在农村，在小城镇，都有许多井，是人们利用地下水的标志。当然，井水不能直接饮用（除洗涤用外），它含各种杂质比较多，必须用明矾等经过沉淀后，才能煮开饮用。

用过井水的人，都有这样经验，就是井水“冬暖夏凉”。难道井水会自动调节温度？不是的，井水冬暖夏凉只是我们人的一种感觉，而不是井水本身真的冬天变暖，夏天变凉。

其实，井水的温度，在一年四季里变化并不大。原因主要是处在地底下的水受地面上气温变化的影响很小。夏天的井水同冬天 的井水，其温度的变化，最多在3~4度之间。

而地面上，夏冬的温度变化很大了。

冬天，地面上的温度降得很低，而变化不大的井水，要比地面上的空气的温度高得多了，所以我们一摸上去，觉得是暖暖的。

反过来，到了夏天，地面上的温度升得很高的时候，而井水却要比地面上空气的温度低得多了，所以我们一摸上去，觉得凉凉的。

不光是井水会给人冬暖夏凉的感觉。就是地下水、山洞、地窖，都是这样的。人们利用这一点，可在冬季把水果、蔬菜储藏在地窖里，以防冻坏，夏季则可防腐。

⑷ 环保工程师知识点：离子交换

2017环保工程师知识点：离子交换

离子交换法在水的软化和除盐中早已获得广泛的应用，目前已应用在回收和处理工业废水中的有毒物质方面。下面我为大家准备了离子交换的相关知识，欢迎阅读。

1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。 离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型; 按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离，分成两部 分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理 中树脂的交联度为7%～10%。

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率，一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容 量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的PH值对其电离会产生影响，影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外，还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应，服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间，离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡，其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能：如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水，机械强度用年损耗百分数表示，一般要求小于3%～ 7%/年。另外，温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降，阳离子比阴离子耐热性能好，盐型比酸碱型耐热 好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂，从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例，以交换柱的深度为横坐标，以树脂的饱和度为纵坐标，可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言，树脂层的变化可分为三个阶段。

2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同，分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似，是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式，其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行，根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的位置的不同，可分为单层床、双层床和混合床。单层床是在离子交换器中只装填一种树脂，如果装填的是阳树脂，称为阳床;如果装填的是阴树脂，称为阴床。双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂，由于强、弱两种树脂密度的不同，密度小的弱型树脂在上，密度大的强型树脂在下，在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂，由于阴、阳树脂混杂，因此原水流经树脂层时，阴、阳两种离子同时被树 脂所吸附，其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低，有利于交换反应进行的'彻底，使得出水水质大大提高。但其缺点是 再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术，保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。 根据固定床原水与再生液的流动方向，又分为两种形式，原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的，称为顺流再生 固定床，原水与再生液流向相反的，称为逆流再生固定床。顺流再生固定床的构造简单，运行方便，但存在几个缺点：在通常生产条件下，即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值，再生效果 也不太理想;树脂层上部再生程度高，而下部再生程度差;工作期间，原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附，置换出来的反离子 随水流流经底层时，与未再生好的树脂起逆交换反应，上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子，作为泄漏离子出现在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期，由于树脂层下半部原先再生不好，交换能力低，难以吸附原水中所有被去除的离子，出水提前超出规定，导致交换器过早地失效，降低了工作效率。因此，顺流再生固定床只选用于设备出水较小，原水被去除的离子和含盐量较低的场合。逆流再固定床的再生有两种操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以弥补顺流再生的缺点，而且出水质量显著提高，原水水质适用范围扩大，对于硬度较高的水，仍能保证出水水质，所以目前采用该法较多。总起来说，固定床有出水水质好等优点，但固定床离子交换器存在三个缺点：一是树脂交换容量利用率低，二是在同设备中进行产水和再生工序，生产不连续，三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀，上层的饱和程度高，下层的低。为克服固定床的缺点，开发出了连续式离子交换设备，即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内，而是处于一种连续的循环运动过程中，树脂用量可减少三分之一至二分之一，设备单位容积的处理水量还可得到提高，如双塔移动床系统和三塔移动床系统。 流动床是运行完全连续的离子交换系统，但其操作管理复杂，废水处理中较少应用。

3离子交换工艺的设计

⑴进水预处理

废水成分复杂，应进行预处理，目的是保障反应器中离子交换树脂交换容量充分得以发挥，并有效延长使用寿命。预处理的对象包括进水的水温、PH值、悬浮物、油类、有机物、引起树脂中毒的高价离子和氧化剂等。

⑵树脂的选用

选择树脂时应考虑交换容量、进水水质和离子交换器的运行方式等，选择合适的树脂。

例如考虑进水水质时，对于只需去除进水中吸附交换能力较强的阳离子，可选用弱酸型树脂，若需去除的阳离子的吸附交换能力较弱，只能选用强酸型阳离子树脂。考虑离子交换器的运行方式时，移动床和流动床要选用耐磨、高机械强度的树脂。对于混床，要选用湿真密度相差较大的阴、阳树脂。另外，不同树脂的交换容量有差异，而同一种树脂的交换容量还受所处理废水的悬浮物、油类、高价金属离子等影响。

⑶掌握工艺设计参数

4离子交换法在水处理中的应用

离子交换法目前废水处理中得到了广泛应用，例如

⑴用于含铬废水的处理

对于废水，经预处理后，可用阳树脂去除三价铬和其他阳离子，用阳树脂去除六价铬，并可回收铬酸，实现废水在生产中的循环使 用。

⑵含锌废水的处理

化纤厂纺丝车间的酸性废水主要含有硫酸锌、硫酸和硫酸钠等，用钠离子型阳树脂交换其中的锌离子，用芒硝再生失效的树脂，即可得到硫酸锌的浓缩液。

⑶电镀含氰废水的处理

阴树脂对络合氰(即氰与金属离子的络合物)的结合力大，所以利用阴离子交换树脂能消除氰化物以及重金属离子的污染，并将其回收利用。

⑷有机废水的处理

如洗涤烟草的过程中产生的含有烟碱的废水，可以用阳树脂回收后作为杀虫剂。

⑸用于水的软化处理

例如利用钠离子交换软化法可以去除水中的硬度。

⑹水的除盐

分复床除盐和混合床除盐等系统。

复床是指阳、离子交换器串联使用，常用的系统有强酸-脱气-强碱系统，强酸-弱碱-脱气系统以及强酸-脱气-弱碱-强碱系统等。 混合床除盐具有水质稳定、间断运行影响小、失效终点分明等特点。

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⑸ 失效的离子交换树脂怎样再生

离子交换树脂应用场合不同，再生方法差异很大，所以你的问题太笼统喽，我只能按常规水处理阳、阴床树脂为例回答如下：
1、阳离子交换树脂
以3-5m/h的流速通入4倍树脂体积的约4%浓度的HCl溶液，最后一倍再生液浸泡树脂4-8h，浸泡过夜效果更佳。然后用原水或软化水（最好用除盐水洗到pH为6左右），即可投入使用。
（以上4倍树脂体积的再生液用量为首次再生液用量，平时再生2倍即可）
2、阴离子交换树脂
以3-5m/h的流速通入4倍树脂体积的4%浓度的NaOH 溶液，最后一倍再生液浸泡树脂4-8h，浸泡过夜效果更佳。然后用阳床产水洗到出水pH为8左右，即可投入使用。

⑹ 影响离子交换树脂再生的因素有哪些

离子交换树脂再生长度的好坏,和许多因素有关,再生剂用量、浓度、温度和流速等都是影响再生过程的主要因素.
（1）再生剂的用量
从理论分析,再生剂用量应与树脂工作交换容量相当,但实际上由于交换反应是可逆的,再生剂用量需远远超过理论用量才能满足足够的再生度要求,再生剂的比耗增加,可以提高交换树脂的再生程度,但当比耗增加到一定程度后,再继续增加比例,再生程度提高很少,所以用过高的比耗是不经济的,因此,实际操作过程中通常再生剂用量为理论用量的3-4倍,树脂的工作交换容量可以恢复到原来的70%-80%.
（2）再生剂浓度
一般而言,再生剂的浓度越大,再生程度越高,但当再生剂的用量一定时,再生剂浓度增高,会使再生液的体积流量减少,与树脂的接触时间缩短而且可能产生不均匀的再生反应,再生效果下降,导致制水周期缩短,再生次数增加,酸碱用量增大,所以生产上需要合理的控制再生剂的浓度.
（3）再生剂的流速
再生剂的流速应控制适宜以保证再生反应充分,再生反应流速主要取决于离子的扩散速度,但同时与离子的价态有关,一般价态越高所需反应时间越长,再生剂流速过快,有利于离子的扩散,但却减少再生剂与树脂的接触时间,再生效果反而可能降低,流速太小则不利于离子扩散,再生效果也会受到影响,
（4）再生液温度
提高再生液的温度,能同时加快内扩散和外扩散,虽然对提高树脂再生效果有利,同时提高温度能大大改善对树脂中的铁、铜以及其氧化物和硅杂质的清除程度,但由于树脂热稳定性的限制,再生剂的温度不宜过高,一般控制在25-40度为宜.