弱酸型阳离子交换脱碱软化

1. 离子交换树脂有哪几种影响离子交换树脂的因素有哪些

离子交换树脂的种类：

1.强酸性阳离子交换树脂

通常用于水软化和脱矿质应用。强酸性阳离子树脂是一种相对安全且成本有效的方法，用于去除水垢和硬度，例如钙和镁，因为它们可以用浓盐溶液如氯化钠盐水再生。当用氢气循环与硫酸或盐酸（HCl）作为再生剂时，强酸性阳离子树脂对脱矿质也非常有效。

2.弱酸性阳离子交换树脂

是脱碱应用的经济有效的选择，其中给水具有高比例的硬度与碱度。弱酸性阳离子树脂通过除去二价阳离子（例如钙）并根据工艺条件用氢/钠代替它来实现这一点。根据工艺需要，可以在离子交换过程之后进行脱气和pH调节。弱酸性阳离子树脂也是高盐度流软化的理想选择。

3.强碱阴离子交换树脂

有多种类型，必须对其特性进行称重，以确定最适合特定应用的树脂。离子交换树脂有利于二氧化硅的去除，特别是对于游离无机酸（FMA）含量低的物流。强碱阴离子交换树脂的其他优异用途包括去除铀。强碱阴离子交换树脂对于去除硝酸盐（NO 3）也是有效的，但如果进料水含有高浓度的硫酸盐，则过量的再生循环可能会影响效率。最后，强碱阴离子交换树脂能够与卤素结合。

4.弱碱阴离子交换树脂

对于不需要除去二氧化碳（CO 2）和/或二氧化硅（SiO 2）的去离子应用是有效的。弱碱阴离子交换树脂对酸吸收也有效，因为它们可以中和强无机酸。

5.螯合树脂

最常见的特种树脂类型，用于选择性去除某些金属，盐水软化和其他物质。特殊树脂官能团根据手头的应用而广泛变化，并且可包括硫醇，亚氨基二乙酸或氨基膦酸等。螯合树脂广泛用于稀释溶液中的金属浓缩和去除，例如钴（Co 2+）和汞（Hg 2+）。

6.抛光混床树脂

混合床单元由于流含量的波动而更容易受到树脂结垢和较差的系统功能的影响，因此通常在其他处理工艺的后端使用，使用抛光混床树脂制备纯水/超纯水。

2. 钠型阳离子交换树脂和氢型阳离子交换树脂一样吗

钠型和氢型的阳离子交换树脂是完全不一样的。

树脂的离子形式不同版在使用当中差别是完全不同的。比如说钠权型阳树脂，主要适用于硬水的软化去除钙镁离子；而氢型的阳树脂主要适用于纯水制备和超纯水的制备等。

离子交换树脂带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。

(2)弱酸型阳离子交换脱碱软化扩展阅读：

氢型阳离子交换树脂可依活性基(一种官能基)种类不同，分成两种：

1、强酸性阳离子交换树脂：强酸性阳离子交换树脂系因它的活性氢离子在水中很容易解离而得名，其骨架均为聚苯乙烯系统，主要产品是「磺酸型」强酸性阳离易解离而得名，骨架均为聚丙烯酸系统。

2、弱酸性阳离子交换树脂：弱酸性阳离子交换树脂则是因它的活性氢离子在水中比较不容颗粒，以淡黄色最常见。主要产品是「羧酸型」弱酸性阳离子交换树脂，通常颜色较白色或淡黄色球状子交换树脂，通常颜色较深，棕黄色至综色球状颗粒，以综色最常见。

3. 水偏碱怎么处理成中性水

脱碱软化水质处理的应用 人们通常所说的软水器，即钠离子交换器，仅能去除原水中的硬度成份（Ca2+,Mg2+），而不能除去碱度成份（HCO3-等）。因此，经过软水器处理的水仍然含有碱度。含碱度过高的软化水进入锅炉内，在高温高压作用下，其中的重碳酸盐被浓缩并发生分解和水解反应，致使锅炉水中的苛性碱（NaOH）浓度大大增加，其反应如下：Na2CO3→NaOH+CO2，NaHCO3→NaOH+CO2 这种情况不仅造成锅炉水系统的碱腐蚀，蒸汽品质恶化，排污量增大，而且引起蒸汽和冷凝水系统的酸腐蚀。从而危及锅炉的安全运行，加大锅炉的运行成本，缩短锅炉与管道的使用寿命。所以，通常原水碱度高于2mmol/L时，需进行脱碱软化水质处理。 二．产品特点 1．自动脱碱软化水处理器对锅炉补水有极强的针对性。该系统氢罐选用弱酸性氢型阳离子树脂，该树脂交换容量大，制水周期长，在脱碱的同时已将很大部分硬度（约30-50%）去除。因此，大大减轻了钠罐的负荷，整个氢钠串联系统就如同一个双极软化系统，很好地适应了高碱、高硬地区锅炉水处理的要求。堪称是最合理，最经济的设计。 2．自动脱碱软化水处理器全面实践了“不足量酸再生”理论。该系统氢罐采用集控阀进行控制，真正、稳定地实践了“不足量酸再生”。从而在不配置PH值调节设备的前提下，保证不会有酸性水流入钠罐，并且可以按照锅炉补水的要求，在氢罐出水中稳定保持一定量的碱度。 3．自动脱碱软化水处理器的核心设备——氢罐和钠罐均采用进口集控阀实现自控再生。尤以氢罐采用意大利信亚公司生产的双活塞液动耐酸型集控阀为突出特点，使系统先进的设计与复杂的控制得以全面、可靠地实现。 4．自动脱碱软化水处理器可选择单罐或双罐运行方式，时间或流量控制方式，从而适应不同用户的要求，更好地实现运行成本低，水质保证好的优点。 5．自动脱碱软化水处理器结构简单、安装方便、集控性强、操作简单易懂，无须专业基础，只需短时培训即可上岗操作。 三．技术参数 1．处理效果（出水水质）： 硬度：≤0.03mmol/L； 碱度：根据用户需要可调 2．进水水质： 氢罐：总硬度：总碱度=1：1，钠罐：总硬度不可超过5mmol/L 进水压力：0.2-0.5MPa 工作温度：2-40℃ 3．运行参数 • 功率：3～30w； • 工作电压：220v±10%/50Hz； • 控制方式；时间/流量控制； • 罐体材质：缠绕玻璃钢； • 树 脂：（1）氢罐：弱酸性氢型阳离子交换树脂；（2）钠罐：强酸性钠型阳离子交换树脂。 四．脱碱软化工艺与原理 自动脱碱软化水处理系统是本公司针对我国广大的高碱度地区锅炉用户而设计的新一代水处理系统。该系统采用氢—钠串联的脱碱软化原理，其工艺流程如下： 1．氢罐中选用了弱酸性氢型阳离子交换树脂用以去除进水中的碳酸盐硬度和脱去碱度，将碱度转化成二氧化碳。即： • 2RCOOH+Ca(HCO3)2→(RCOOH)2Ca+2H2O+CO2 • 2RCOOH+Mg(HCO3)2→(RCOOH)2Mg+2H2O+CO2

4. 有必要用阳离子交换树脂吗

使用离子交换树脂进行工业水净化和分离可能很复杂，特别是对于那些不熟悉离子交换树脂以及它们如何工作的人。如何正在选择使用阴阳离子交换树脂，本文为您简化了相似之处和不同之处，并概述了您在寻求时应该了解的一些基本信息。了解这些离子交换基础知识。

阳离子和阴离子交换树脂是如何相似的

阳离子和阴离子交换树脂都是小的，多孔的塑料珠（直径约为0.5mm，变化），用特定的电荷固定。这种“固定”电荷不能被去除，并且是树脂交联化妆或结构的一部分。每个树脂珠粒还必须含有能够进出珠子的中和抗衡离子，在离子交换过程中（当水溶液通过珠子和离子交换时）被相似电荷的离子取代发生，去除不需要的污染物）。

阳离子和阴离子交换树脂是如何不同的

阳离子树脂和阴离子树脂之间的主要区别在于一个带正电荷（阳离子）而另一个带负电荷（阴离子）。这使得它们可用于去除不同类型的污染物（其也将根据其尺寸和化学组成而变化）。阳离子和阴离子树脂珠可以一起使用（混床配置）或在单独的容器（双床配置）中使用，这取决于设施的需要以及是否需要完全去除带正电荷和带负电的离子。

尽管阴离子和阳离子交换树脂是用于离子交换的主要两类树脂，但标准水处理有四种主要类型，包括：

强碱阴离子交换树脂

弱碱阴离子交换树脂

强酸阳离子交换树脂

弱酸性阳离子交换树脂

在选择使用阴/阳离子交换树脂前应了解它们的作用

强碱阴离子交换树脂

强碱阴离子交换树脂通常用于脱矿质，脱碱和脱硅，以及根据树脂的类型去除总有机碳（TOC）或其他有机物 。它们有多种类型，每种都有一系列独特的优点和限制，但一般而言，强碱阴离子交换树脂的强度足以去除强酸和弱酸（包括碳酸和硅酸）。

弱碱阴离子交换树脂

弱碱阴离子交换树脂通常与SBA单元配对用于脱矿质应用，因为它们仅去除与强酸（如氯化物和硫酸盐）相关的阴离子，并且不会除去弱酸（如二氧化碳和二氧化硅）。这对于希望除去较强的酸同时留下较弱的酸的设施是有益的，但通常，强碱和弱碱阴离子交换树脂通常联合使用以完成更彻底的脱矿质过程。

强酸阳离子交换树脂

强酸阳离子交换树脂是最广泛使用的树脂之一，特别是用于软化应用，因为它们可有效地完全去除硬度离子，例如 镁（Mg +） 或钙（Ca 2+）。某些种类的强酸阳离子交换树脂也已开发用于要求从饮用水或其他物流中除去钡和镭的应用。强酸阳离子交换树脂可被氧化剂损坏并被铁或锰污染，因此必须小心避免树脂暴露于这些材料。

弱酸性阳离子交换树脂

弱酸性阳离子交换树脂除去与碱度（临时硬度）相关的阳离子，并用于脱矿质和脱碱应用。另外，弱酸性阳离子交换树脂往往具有相对高的抗氧化性和机械耐久性，使其成为含有氧化剂如过氧化氢和氯的物流的良好选择。

正确地选择使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂可以为节省不必要的成本，有效地除去和分离溶液中不需要的离子，从而使整个水处理系统更好更高效的运作。

5. 弱酸阳离子安换树脂软化为什么要转成Na型

第一个阶段是20世纪60年代的开创时期。这个时期电渗析是我国最早得到推广应用的膜分离过程，其应用领域涉及苦咸水淡化；电厂锅炉补给水预除盐等。第二个阶段是20世纪70年代。这一时期，电渗析、反渗透、超滤和微滤等各种膜和相应组件、装置都在研究中，或已开发出来，除电渗析外，其它膜组件仍未得到应用。第三个阶段是20世纪80年代以后。这一时期我国膜分离技术跨入应用阶段，一些技术上较为成熟的膜过程开始得到应用。在自己研制成功的醋酸纤维素(CA)膜于复合膜生产装置的基础上，又相继引进了外国有关公司的反渗透膜生产线。反渗透技术已在我国电厂锅炉补给水预除盐、超纯水制造、海水和苦咸水淡化等方面大规模推广应用，并取得很好的技术效益和经济效益。因此，提高膜预处理的综合利用研究意义重大且大有前途。

自超滤膜预处理后，多年来国内外研究人员都一直在探索预处理的新途径。到1995年12月，全世界RO淡化工厂产水量达7293079m3/d，占总淡化生产量的35％，占当年世界淡化市场88％。RO技术将成为21世纪淡化技术的主要方法。

技术实现要素：

本发明正是基于以上技术问题，提供一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法。该方法主要针对河水而言，由于河水中含有较多的生活污水，而本发明通过设计合理的工艺流程，提高纯水的回收率，并简化原水的处理过程，降低水耗，使以河水制纯水具有优越的经济效益。

本发明的技术方案为：

一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法，其包括如下步骤：

(1)将待处理的水放入已放置了絮凝剂的澄清池中，除去大部分胶质物质；再将水经过过滤器，进一步除去胶质物质；

(2)将经过步骤(1)处理后的水通过弱酸阳离子树脂交换床，使水中的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被树脂吸附，树脂中的H+进入水中，与水中的阴离子组成相应的无机酸，反应式如下：

弱酸阳离子树脂交换床失效后，向其添加无机酸使其再生，且将弱酸阳离子树脂上部的晶型变为H+型，将弱酸阳离子树脂的下部的晶型变为Na+型，无机酸的加入量与水的质量比为1.01-1.015。作为优选，所述的无机酸为硝酸、盐酸或硫酸。弱酸阳离子树脂交换床再生的时间不超过1h，再生的水温为30- 45℃，压力为常压，无机酸的流量不超60m3/h。

待水在弱酸阳离子树脂交换床交换完成后，用脱盐水对弱酸阳离子树脂进行置换，置换的温度为30-45℃，压力为常压，交换时间不超过1h，脱盐水流量不超60m3/h。

待脱盐水置换后，用清水对弱酸阳离子树脂进行清洗；清洗的温度小于 45℃，压力为常压，清洗时间不超过1h，清水流量不超80m3/h，弱酸阳离子树脂交换床中的清洗出水电导小于1200μs/cm。

(3)将经过弱酸阳离子树脂，除去大部分阳离子后并携带H+的水进入保安过滤器和反渗透RO膜除去绝大部分离子；再将经过RO膜除去大部分离子后的水进入强酸阳离子交换床，进一步除去阳离子；经过RO膜除去大部分离子后，因进入RO膜的水带酸性，CO32-大部分以游离CO2存在，产生的游离二氧化碳经脱碳风机除去。

(4)将经步骤(3)中除去阳离子的水进入阴离子交换床，除去大部分阴离子，特别是硅酸根离子，除去大部分阴离子，得到除盐水；

(5)将步骤(4)中得到的除盐水再经过混床进一步除盐，混床相当于 1000-2000个复合床对除盐水进一步除盐，得到精制水。

6. 什么叫离子交换软化法

离子交换软复化法是利制用离子交换剂降低水中硬度的水处理方法。常用的离子交换剂有钠型树脂（RNa）、强酸性H(RH)型树脂和弱酸性H树脂。离子交换软化系统采用Na离子交换软化系统和H-Na离子交换脱碱软化系统。

7. 弱酸阳离子安换树脂软化为什么要转成Na型

第一个阶段是20世纪60年代的开创时期。这个时期电渗析是我国最早得到推广应用的膜分离过程，其应用领域涉及苦咸水淡化；电厂锅炉补给水预除盐等。第二个阶段是20世纪70年代。这一时期，电渗析、反渗透、超滤和微滤等各种膜和相应组件、装置都在研究中，或已开发出来，除电渗析外，其它膜组件仍未得到应用。第三个阶段是20世纪80年代以后。这一时期我国膜分离技术跨入应用阶段，一些技术上较为成熟的膜过程开始得到应用。在自己研制成功的醋酸纤维素(CA)膜于复合膜生产装置的基础上，又相继引进了外国有关公司的反渗透膜生产线。反渗透技术已在我国电厂锅炉补给水预除盐、超纯水制造、海水和苦咸水淡化等方面大规模推广应用，并取得很好的技术效益和经济效益。因此，提高膜预处理的综合利用研究意义重大且大有前途。

自超滤膜预处理后，多年来国内外研究人员都一直在探索预处理的新途径。到1995年12月，全世界RO淡化工厂产水量达7293079m3/d，占总淡化生产量的35％，占当年世界淡化市场88％。RO技术将成为21世纪淡化技术的主要方法。

技术实现要素：

本发明正是基于以上技术问题，提供一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法。该方法主要针对河水而言，由于河水中含有较多的生活污水，而本发明通过设计合理的工艺流程，提高纯水的回收率，并简化原水的处理过程，降低水耗，使以河水制纯水具有优越的经济效益。

本发明的技术方案为：

一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法，其包括如下步骤：

(1)将待处理的水放入已放置了絮凝剂的澄清池中，除去大部分胶质物质；再将水经过过滤器，进一步除去胶质物质；

(2)将经过步骤(1)处理后的水通过弱酸阳离子树脂交换床，使水中的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被树脂吸附，树脂中的H+进入水中，与水中的阴离子组成相应的无机酸，反应式如下：

弱酸阳离子树脂交换床失效后，向其添加无机酸使其再生，且将弱酸阳离子树脂上部的晶型变为H+型，将弱酸阳离子树脂的下部的晶型变为Na+型，无机酸的加入量与水的质量比为1.01-1.015。作为优选，所述的无机酸为硝酸、盐酸或硫酸。弱酸阳离子树脂交换床再生的时间不超过1h，再生的水温为30- 45℃，压力为常压，无机酸的流量不超60m3/h。

待水在弱酸阳离子树脂交换床交换完成后，用脱盐水对弱酸阳离子树脂进行置换，置换的温度为30-45℃，压力为常压，交换时间不超过1h，脱盐水流量不超60m3/h。

待脱盐水置换后，用清水对弱酸阳离子树脂进行清洗；清洗的温度小于 45℃，压力为常压，清洗时间不超过1h，清水流量不超80m3/h，弱酸阳离子树脂交换床中的清洗出水电导小于1200μs/cm。

(3)将经过弱酸阳离子树脂，除去大部分阳离子后并携带H+的水进入保安过滤器和反渗透RO膜除去绝大部分离子；再将经过RO膜除去大部分离子后的水进入强酸阳离子交换床，进一步除去阳离子；经过RO膜除去大部分离子后，因进入RO膜的水带酸性，CO32-大部分以游离CO2存在，产生的游离二氧化碳经脱碳风机除去。

(4)将经步骤(3)中除去阳离子的水进入阴离子交换床，除去大部分阴离子，特别是硅酸根离子，除去大部分阴离子，得到除盐水；

(5)将步骤(4)中得到的除盐水再经过混床进一步除盐，混床相当于 1000-2000个复合床对除盐水进一步除盐，得到精制水。

8. 离子交换剂的选材

离子交换剂分为无机质和有机质两类。无机质主要是沸石，有机质有磺化煤和离子交换树脂。沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂，是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅，具玻璃光泽，是阳离子交换剂。除天然产品外,也有人工制成的合成沸石。它的交换容量低,在酸中不稳定，不能作氢离子交换，曾用于水的软化。由于无机离子交换剂耐高温和辐照，研制出锆氧、铬氧和钛氧等的磷酸盐或钨酸盐构成的阳离子交换剂，它们的交换容量高，应用于核工业中。
磺化煤 是烟煤用浓硫酸磺化的产物，是阳离子交换剂，含有磺酸基、羧基和酚羟基，用于水的脱碱软化。磺化煤价廉，但性能随煤种而异，交换容量较低，性脆易碎，不耐磨耗。
离子交换树脂 大都是苯乙烯与二乙烯苯的共聚物（见聚合物），也有的是丙烯酸系的共聚物或苯酚甲醛的缩聚物。离子交换树脂按它的交换基团分成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类：阳离子交换树脂又分为强酸性与弱酸性，前者具有的磺酸基交换基团，适用于所有的酸性溶液,后者则是羧基、膦酸基或酚羟基,仅能用于中性至碱性溶液，但交换容量大，容易再生。阴离子交换树脂又分为强碱性与弱碱性，前者带有季胺基，适用于所有碱度的溶液，还能交换吸附弱酸；后者带有叔胺基或仲胺基，仅能用于中性至酸性溶液，但交换容量大，容易再生。离子交换树脂按物理结构又分为凝胶型和大孔型，前者是外观透明的均相凝胶结构，离子通过基体的大分子链间孔隙,才能扩散到交换基团附近,只适用于交换一般无机离子。此外，还有大孔离子交换树脂,在它的颗粒内有毛细孔道，具有非均相凝胶结构,适用于交换分子量较大的有机离子。近年为适应生物化学工程的需要，在葡聚糖或纤维素上引入交换基团，用于提取多肽、核酸等物质。

9. 弱酸性阳离子交换树脂有何特性

（1）H型的弱酸性阳离子交换树脂，在水中的特性类似弱酸。因此它分解中性版盐类的能力较弱（即与SO42-、Cl－等权强酸阴离子的盐类难以反应）。它仅能与弱酸性盐类（具有碱度的盐类）反应，交换后产生的是弱酸，不会产生强酸。用弱酸H型交换树脂可处理碱度大的水，将水中的碱度所对应的阳离子全除去后，再用强酸H型交换树脂除去水中强酸根对应的那部分阳离子。
（2）由于弱酸性阳离子交换树脂对H＋的亲合力较大，很容易再生，因此它可用强酸H型阳离子交换树脂的再生废液来进行再生。
（3）弱酸性阳离子交换树脂的交换容量大（约相当于强酸阳树脂的2倍）。
（4）弱酸性阳离子交换树脂的交联度低，孔隙大所以其机械强度比强酸性阳树脂的要低。

10. 在对污水除硬度的软化再生中，强酸阳离子树脂和弱酸阳离子树脂有什么区别，分别用于什么不同情况

首先你得对这个污水除硬度中的污水进行说明，是不是城市中水啊？
一般来说强酸阳树脂去除硬度和弱酸阳树脂去除水中硬度是两种概念，首先，强酸阳树脂能除与官能团所带H离子同当量的Ca和Mg离子，但是弱酸阳树脂一般是应用于水中碱度较高的工况中的，H型弱酸阳树脂能去除与原水中碱度同等当量的硬度，但前提是原水中必须是碱度高于硬度的情况下。才采用弱酸阳树脂去除硬度，因为只有硬度没有碱度的话，弱酸阳树脂压根就没有除硬度的能力。（以上碱度也称为暂时硬度。Ca、Mg为永久硬度）。
大孔型弱酸阳树脂的工作交换容量的确比凝胶型强酸阳树脂要高（一般强酸阳树脂为900~1100，弱酸阳树脂为1600~2000），但是我实在不明白你干吗非考虑弱酸由H型再转为Na去去除硬度。而且大孔弱酸阳树脂的价格可是普通强酸阳树脂的3倍啊