树脂处理水原理

Question

如题所述

Answer 1

　　软水装置工作原理是利用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢的目的。

　　全自动软水装置中装有软化树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠离子不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔不可溶性交换材料。

　　在软水装置中装有千百万颗微细的塑料球，所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在软水机内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。

　　软水处理设备树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止软化水机的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。

Answer 2

离子交换树脂对溶液中的不同离子有不同的亲和力，对它们的吸附有选择性。各种离子受树脂交换吸附作用的强弱程度有一般的规律，但不同的树脂可能略有差异。主要规律如下：　　(1) 对阳离子的吸附 　　高价离子通常被优先吸附，而低价离子的吸附较弱。在同价的同类离子中，直径较大的离子的被吸附较强。一些阳离子被吸附的顺序如下： 　　Fe3+ > Al3+ > Pb2+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > H+ 　　(2) 对阴离子的吸附 　　强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为： 　　SO42－> NO3－ > Cl－ > HCO3－ > OH－ 　　弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下：　　OH－> 柠檬酸根3－ > SO42－ > 酒石酸根2－ >草酸根2－ > PO43－ >NO2－ > Cl－ >醋酸根－ > HCO3－ 　　(3) 对有色物的吸附　　糖液脱色常使用强碱性阴离子树脂，它对拟黑色素(还原糖与氨基酸反应产物)和还原糖的碱性分解产物的吸附较强，而对焦糖色素的吸附较弱。这被认为是由于前两者通常带负电，而焦糖的电荷很弱。 　　通常，交联度高的树脂对离子的选择性较强，大孔结构树脂的选择性小于凝胶型树脂。这种选择性在稀溶液中较大，在浓溶液中较小。