當(dāng)樹(shù)脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后,樹(shù)脂的軟化能力下降,可以用氫化納溶液流過(guò)樹(shù)脂,此時(shí)溶液中的鈉離子含量高,功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合,這樣樹(shù)脂就恢復(fù)了交換能力,這個(gè)過(guò)程叫作“再生”。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生方式離子交換劑失效后通過(guò)再生來(lái)恢復(fù)離子交換能力,常用再生方式有順流再生與逆流再生。
與順流再生比較,采用逆流再生提高了再生劑利用率,降低再生劑耗量30%-50%提高出水質(zhì)量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生廢液排放量與排放濃度,排放再生廢液中酸、堿濃度小于1%。采用逆流再生原水含鹽量500mg/L時(shí),仍能保持出水質(zhì)量;由丁辱部交換劑再生,增口交換劑工作層,同時(shí)原水先接觸上部未再生交換劑,減少了反離子效應(yīng),提高了交換劑工作交換容量。
在運(yùn)行中,如采用強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂,當(dāng)由H型樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Na型,由。H型樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Cl型時(shí),體積收縮,交換劑層孔隙率逐漸減少,實(shí)際樹(shù)脂失效時(shí)體積縮小80一l00mm。逆流再生時(shí),再生液從底部進(jìn)人,需要保持交換劑層穩(wěn)定,壓實(shí)狀態(tài),因此需要增加壓實(shí)層與頂壓措施。壓實(shí)層的作用能截留懸浮雜質(zhì),使頂壓的空氣或水通過(guò)壓實(shí)層能均勻分布于整個(gè)床層,保持床層在逆流再生時(shí)床層不上升或流動(dòng)。頂壓措施有氣頂壓(在底部進(jìn)再生液,同時(shí)在上部進(jìn)凈化壓縮空氣)、水頂壓(在底部進(jìn)再生液,同時(shí)在上部小流量進(jìn)水)及無(wú)頂壓(再生液在底部低速進(jìn)人)三種方式。壓實(shí)層高度一般在中間排液管上面150~200mm。采用壓實(shí)層可以防止交換劑層上升或流動(dòng)并截留進(jìn)水中雜質(zhì)。壓實(shí)層材料曾經(jīng)采用過(guò)白球等,當(dāng)前都采用與其相同的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。無(wú)頂壓(再生液低速進(jìn)人)操作簡(jiǎn)單已廣泛應(yīng)用,采用無(wú)頂壓逆流再生壓實(shí)層可適當(dāng)提高,目般采用200mm。
離子交換是可逆的,離子交換劑失效后理論上再生1 mol離子量需要再生劑的摩爾量稱(chēng)為再生比耗(或稱(chēng)再生水平),以純度再生劑表示。也可用實(shí)際再生劑的消耗量與理論需要量的比值來(lái)表示,如強(qiáng)堿陰樹(shù)脂需要純度NaOH的再生比耗為1.5,即實(shí)際再生lmol離子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g),也可以說(shuō)強(qiáng)堿陰樹(shù)脂需要純度NaOH的再生比耗(再生水平)為60g/mol。再生比耗與進(jìn)水水質(zhì)、樹(shù)脂質(zhì)量、再生方式等因數(shù)有關(guān)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂再生,其再生劑量應(yīng)是設(shè)計(jì)再生劑量的1.5~2倍,逆流再生設(shè)備在大反洗后的再生劑量要增加10%-50%。
樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后,要進(jìn)行再生處理,即用化學(xué)藥品使離子交換反應(yīng)以相反方向進(jìn)行,使樹(shù)脂的官能基團(tuán)回復(fù)原來(lái)狀態(tài),以供再次使用。如上述的陽(yáng)離子樹(shù)脂是用強(qiáng)酸進(jìn)行再生處理,此時(shí)樹(shù)脂放出被吸附的陽(yáng)離子,再與H+結(jié)合而恢復(fù)原來(lái)的組成。
離子交換樹(shù)脂(ionresin)的基體(matrix),制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類(lèi),它們分別與交聯(lián)劑二乙烯苯產(chǎn)生聚合反應(yīng),形成具有長(zhǎng)分子主鏈及交聯(lián)橫鏈的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)的聚合物。苯乙烯系樹(shù)脂是先使用的,丙烯酸系樹(shù)脂則用得較后。