地下水除鈣鎂、降低硬度強酸陽離子樹脂

  地下水中的鈣（Ca2?）和鎂（Mg2?）離子是水硬度的主要來源，會引發(fā)結(jié)垢、腐蝕等問題，影響設(shè)備運行及使用壽命。離子交換樹脂除硬度技術(shù)是一種有效的處理方法。以下是相關(guān)介紹：

原理

    離子交換樹脂是一種帶有功能基團的高分子聚合物，具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。鈉型陽離子交換樹脂表面帶有負電荷，能吸引并結(jié)合水中的鈣、鎂等陽離子。當硬水通過樹脂床層時，樹脂上的鈉離子（Na?）會與水中的鈣、鎂離子進行等摩爾的離子交換反應(yīng)：2RNa + Ca2? → R?Ca + 2Na?，2RNa + Mg2? → R?Mg + 2Na?。其中，“R”代表樹脂骨架。隨著反應(yīng)進行，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，而樹脂上的鈉離子進入水中，從而降低水的硬度。當樹脂吸附的鈣、鎂離子飽和時，需通過再生程序恢復(fù)樹脂的交換能力，通常采用食鹽溶液（氯化鈉）作為再生劑。

常用樹脂類型

    鈉型陽離子交換樹脂 ：是常用的地下水除硬度樹脂，具有良好的穩(wěn)定性和交換性能。其內(nèi)部含有大量的鈉離子，能有效與水中的鈣、鎂離子進行交換。杜邦 AmberLite HPR1100 Na 離子交換樹脂屬于強酸性陽離子交換樹脂，具有高度交聯(lián)的聚苯乙烯基質(zhì)，帶有磺酸基團（-SO?H），交換容量高，物理穩(wěn)定性好，耐化學(xué)腐蝕性強。

弱酸性陽離子交換樹脂 ：適用于處理高硬度、高堿度的地下水。在酸性條件下，對鈣、鎂離子有較強的親和力，能有效去除水中的硬度離子。其再生容易，但對水質(zhì)的適應(yīng)性相對較弱。

螯合樹脂 ：對特定的金屬離子具有高選擇性，可用于去除地下水中的微量硬度離子或特定金屬離子。其結(jié)構(gòu)中含有能與金屬離子形成螯合物的功能基團，能選擇性地吸附水中的鈣、鎂等硬度離子，從而達到去除硬度的目的。但螯合樹脂的成本相對較高，再生過程相對復(fù)雜。

工藝流程

預(yù)處理 ：地下水需先經(jīng)過預(yù)處理，去除水中的懸浮物、泥沙、膠體等雜質(zhì)，降低水的濁度，防止這些雜質(zhì)堵塞樹脂的孔隙，影響樹脂的交換性能。常用的方法有砂濾、活性炭過濾等。若水中含有鐵、錳等金屬離子，還需進行除鐵、除錳處理，以免這些金屬離子與樹脂發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致樹脂中毒失效。

軟化 ：預(yù)處理后的地下水進入裝填有離子交換樹脂的軟化器。在軟化器中，水與樹脂充分接觸，水中的鈣、鎂離子與樹脂上的鈉離子發(fā)生交換反應(yīng)，鈣、鎂離子被樹脂吸附，水的硬度降低，軟化后的水從軟化器底部流出，可直接用于生活或工業(yè)生產(chǎn)。

再生 ：隨著軟化過程的進行，樹脂上的鈉離子逐漸被鈣、鎂離子取代，樹脂的交換能力逐漸降低。當樹脂的交換能力接近飽和時，需對樹脂進行再生處理。再生時，先用清水對樹脂進行反洗，將樹脂表面的雜質(zhì)和懸浮物沖去。然后，用一定濃度的食鹽溶液浸泡樹脂，使樹脂上的鈣、鎂離子與食鹽溶液中的鈉離子進行交換，樹脂恢復(fù)交換能力。最后，用清水沖洗樹脂，去除殘留的食鹽溶液和再生廢液，樹脂即可再次投入使用。

循環(huán)使用 ：再生后的樹脂重新投入軟化水系統(tǒng)中使用，重復(fù)上述軟化和再生過程，實現(xiàn)樹脂的循環(huán)利用。

優(yōu)勢

   高效除硬度 ：能有效去除地下水中的鈣、鎂離子，降低水的硬度，使處理后的水硬度達到國家飲用水標準或工業(yè)用水的要求。采用合適的樹脂和工藝，可將水的硬度降低到 0.03mmol/L 以下。

  穩(wěn)定性好 ：離子交換樹脂具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，能在較寬的 pH 范圍內(nèi)和不同的水質(zhì)條件下穩(wěn)定運行，使用壽命長。如鈉型陽離子交換樹脂在正常運行條件下，可使用 5 - 10 年甚至更長時間。

 操作簡便 ：整個處理過程自動化程度高，操作簡單，易于維護和管理。通過配備較好的控制設(shè)備，可實現(xiàn)樹脂的自動軟化、再生、清洗等功能，降低了人工操作強度和運行成本。

無二次污染 ：在除硬度過程中，不添加任何化學(xué)藥劑，不會引入新的雜質(zhì)或污染物，確保了處理后水質(zhì)的安全性和衛(wèi)生性。

地下水除鈣鎂、降低硬度強酸陽離子樹脂