当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氢化纳溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。阳离子交换树脂的再生方式离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力,常用再生方式有顺流再生与逆流再生。
在运行中,如采用强酸阳树脂、强碱阴树脂,当由H型树脂转为Na型,由。H型树脂转为Cl型时,体积收缩,交换剂层孔隙率逐渐减少,实际树脂失效时体积缩小80一l00mm。逆流再生时,再生液从底部进人,需要保持交换剂层稳定,压实状态,因此需要增加压实层与顶压措施。压实层的作用能截留悬浮杂质,使顶压的空气或水通过压实层能均匀分布于整个床层,保持床层在逆流再生时床层不上升或流动。顶压措施有气顶压(在底部进再生液,同时在上部进净化压缩空气)、水顶压(在底部进再生液,同时在上部小流量进水)及无顶压(再生液在底部低速进人)三种方式。压实层高度一般在中间排液管上面150~200mm。采用压实层可以防止交换剂层上升或流动并截留进水中杂质。压实层材料曾经采用过白球等,当前都采用与其相同的阳离子交换树脂。无顶压(再生液低速进人)操作简单已广泛应用,采用无顶压逆流再生压实层可适当提高,目般采用200mm。
再生用的药品质量对阳离子交换树脂的再生效果有很大的影响,阴阳离子交换树脂再生采用高纯碱有利于对阴树脂的再生。根据离子交换平衡原理,对工业碱与高纯碱质量的理论分析得出,采用高纯碱再生时,其阴床出水Cl一含量仅为工业碱再生时的1/46。实践证明,采用高纯碱再生时,树脂的再生度提高了约77%,树脂的工作交换容量提高了约13%,同时设备的周期制水量提高了约16 %。表3-24为弱碱阴树脂工作交换容量与进水质、碱液质量的关系。
一般均在常温下再生。阴树脂再生时,所用再生液的温度和再生时间,对再生程度的影响要比阳树脂大。当原水中Si02 <A<10%,加热碱液不经济Si02 <A比值升高时,加热碱液除硅效果明显提高。阴阳离子交换树脂提高再生液的温度可以改善对硅酸的再生效果和缩短再生时间,但温度太高易使树脂的交换基团分解,影响其交换容量的使用寿命。实践证明,再生和清洗的佳温度对于工型强碱性阴树脂为35~50℃ II型为(35士3)℃在动态阴离子交换过程中,HSiO-3在树脂层中的分布情况与其他阴离子有些不同。HSiO-3虽然主要是被下层的阴树脂吸附着,但就是在上层的树脂中也有少量吸附。同理,再生时,树脂层中硅酸氢根被置换出来的速度也就比较缓慢。碱液不加热要增加再生剂的耗量。
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基团)名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。