【水的软化和除盐处理】什么叫离子交换过程的分层失效原理?

    固定床的运行方式,通常是使水自上而下地不断通过树脂层。由于水和树脂层上、下部接触的先后次序不同,在树脂层的不同高度处的交换作用也就不同。
    下面以Ca²⁺交换Na型树脂层为例加以说明。当水通过再生好的Na型树脂层时,水中的Ca²⁺首先与处于表面层的树脂进行离子交换,所以这树脂层很快就失去了交换水中Ca²⁺的作用,此后的水再通过该树脂层时,水中的Ca²⁺就不再与这层树脂进行交换了,交换作用进入到下一层的树脂层,由于处于上部的树脂层其交换树脂已呈Ca型,水通过该层后,水质没有变化,故这一层称为“失效层”。
    在失效层的下一层树脂称为工作层,水在通过这一层时水中的Ca²⁺就与树脂层中Na进行交换作用,直至达到交换的平衡。
    为了保证一定的出水质量,处于交换床最下面的一层离子交换树脂(相当于工作层的厚度)不能发挥其全部的离子交换作用,只能起到保护出水水质,使出水中的Ca²⁺不超过规定的标准,故这一层树脂称为保护层”。
    在交换床的整个交换过程中,工作层自上而下不断的移动,直至工作层的下缘与保护层下缘相重合时,因为交换的不完全,出水水中的Ca²⁺残留量增加,并很快地上升,这称之为失效。树脂失效后需要进行再生,以恢复其交换能力。在交换过程中,整个树脂层就是这样从“分层”达到交换“失效”,这就是一般所说的“分层、失效”原理。
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