阴阳离子交换树脂的原理是什么？

阴阳离子交换树脂的原理是什么？

树脂的主要性质和类别：

区分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类。

而树脂粒度对水处理有较大影响：粒度大：交换速度慢，交换容量小。粒度小：树脂的交换能力大，但运行阻力较大。

粒度相差较大，小颗粒树脂会塞堵大颗粒树脂间的空隙，造成水流不匀而且还会影响树脂的反洗。流速过小不能松动树脂层，流速过大小颗粒树脂会被冲走流失。一般树脂的粒径为0.3~1.2mm。

离子交换原理

离子交换步骤一般分为5步：

1.边界水膜内的扩散：Na+向树脂表面迁移，并通过树脂表面的边界水膜达到树脂表面。

2.交联网孔内的扩散：Na+在交联网内迁移到交换点

3.离子交换：Na+离子与H+交换

4.交联网孔内的扩散：被交换下来的H+在树脂孔道内的扩散

5.边界水膜内的扩散：被交换下来的H+通过树脂表面的边界水膜层进入水溶液中。

其中，1、5称为液膜扩散，2、4称为孔道扩散，3为交换反应。

离子交换原理

水中离子浓度对交换的影响:

当水中离子浓度大于0.1mol/l以上时，离子在水膜中的扩散速度很快，整个交换速度受孔道扩散控制，相当于树脂的再生情况。

离子交换再生

当水中离子浓度小于0.003mol/l时，则离子在水膜中的扩散速度很慢，此时整个离子交换速度受液膜扩散控制。这相当于树脂的运行情况。

离子交换的工作过程：

离子交换过程中，树脂层内会形成三个区域：即失效层、工作层和保护层。

而在交换过程中，树脂层发生的变化又分为三个阶段：①、工作层的形成阶段；②、工作层的移动阶段，工作层厚约100-200mm；③、工作层的消失阶段。