鈉離子交換軟化處理的原理是將原子通過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹(shù)脂中的Na+相交換,從而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹(shù)脂,其交換過(guò)程如下:
2RNa+ Ca2+==R2Ca+2Na+
2RNa+ Mg2+==R2 Mg+2Na+
即水通過(guò)鈉離子交換器后,水中的Ca2+、Mg2+被置換成Na+。水經(jīng)過(guò)一級(jí)Na+交換后,殘余硬度一般小于1.5×10-2mmol/L,可供低壓鍋爐使用。
當(dāng)鈉離子交換樹(shù)脂失效之后,為恢復(fù)其交換能力,就要進(jìn)行再生處理。再生劑為價(jià)廉貨廣的食鹽溶液(可因地制宜、就地取材,如亦可用海水或NaNO3廢液等),再生過(guò)程的反應(yīng)如下:
R2Ca+2NaCl==2RNa+CaCl2
R2Mg+2NaCl==2RNa+MgCl2
經(jīng)上述處理,樹(shù)脂即可恢復(fù)原來(lái)的交換性能。
鈉離子交換軟化處理的特點(diǎn)是:
(1)除去水中的硬度而堿度不變,只不過(guò)是Ca2+、Mg2+與Na+進(jìn)行等電荷摩爾量交換而己;
(2)在一般天然水中Mg2+的含量都比較少,主要起交換作用的是Ca2+與Na+,而鈣的摩爾質(zhì)量M(Ca)是20,鈉的摩爾質(zhì)量M(Na)是23,基本接近,因此,鈉離子交換軟化處理的水中含鹽量基本不變,水中溶解固形物也沒(méi)有多大變化;
(3)在再生過(guò)程中,有時(shí)由于正洗不*,或者是再生劑系統(tǒng)閥門(mén)的泄漏,使軟化處理后的水中氯根反而比原水有所增加,但通過(guò)精心操作是可以避免的。