【水的软化和除盐处理】什么叫离子交换过程的分层吸附原理?

    天然水中不会只含单纯一种阳离子,通常都含有多种阳离子。为了说明问题,以含有Fe³⁺,Ca²⁺和Na⁺的水通过刚再生好的H
型离子交换树脂为例：
    进水的初期,由于交换树脂是H型,故水中各种阻离子都与树脂上的H⁺相交换。但因各种阳离子选择性的不同,交换树脂吸
附的离子在树脂层中有分层现象。即依据离子被树脂吸附能力的大小,自上而下依次被吸附的顺序为Fe³⁺、Ca²⁺、Na⁺。
    当交换床不断进水时,由于Fe³⁺比Ca²⁺和Na⁺更易被吸附于是进水中的Fe³⁺可与已吸附了Ca²⁺的树脂层进行交换,Ca²⁺被
Fe³⁺置换下来,使吸附Fe³⁺的交换层不断扩大;而被置换下来的Ca²⁺会连同进水中的Ca²⁺一起,又进人已吸附了Na⁺的树脂层,
将Na“置换下来,使吸附Ca2+的交换层不断扩大和下移。
    同理,吸附Na⁺的交换层也会不断扩大和下移。
    在吸附Na⁺的树脂层下面,有一层树脂层是Na⁺和H型树脂进行交换的区域,可以把它看做是“工作层”。所以当此层移动到
交换床树脂层下沿时,若再运行,则进水中交换能力较小的Na⁺就会首先出现在水中。
    所以当含有Fe、Ca3+、Na+的水自上而下地通过H型交换
树脂时,它们在树脂层中的分布规律大体如下:
    (1)被吸附离子在树脂层中的分布,是按其被交换树脂吸附能力的大小,自上而下依次分布、最上部是吸附能力最大的离子,最下部是吸附能力最小的离子。依据以上原理,交换后的树脂层中的离子,按自上而下的顺序排列Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺和H⁺。
    (2)各种离子被吸附能力的差异越大,则它们在树脂层中的分布就越明显(例如对化合价不同的离子)。
    (3)对于交换能力差异较小的不同离子(例如化合价相同的离子),在树脂层中的分布差异并不明显,仅在同一树脂层上,表现
出上、下部吸附离子含量的比例的不同。
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