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混合床樹脂における「凝集」現象の解決

混床樹脂とは、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を一定の比率で混合したものを単一の装置に充填したもので、流体中のイオンを交換および除去するために使用されます。

これは通常、塩分含有量の少ない水に使用されるか、逆浸透装置または EDI 装置の後に配置されて、水中の硬度、アルカリ度、および陰イオンと陽イオンの両方を低下させ、軟水または脱イオン水に変えます。

イオン交換プロセス中に樹脂内の H+ イオンと OH- イオンがなくなると、樹脂を再生する必要があります。再生前に、2 種類の樹脂を分離し、異なる再生剤を使用して再生する必要があります。再生溶液が他の種類の樹脂に入り、その後の樹脂の使用に影響を及ぼすのを防ぐためです。

混合床樹脂再生における不明瞭な層形成の理由:

混床樹脂の再生時に、層状化が不鮮明な場合、生産水の pH 値がある程度低下し、水質に影響を与えるだけでなく、陽イオン樹脂がアルカリに汚染され、陰イオン樹脂が酸に汚染される可能性もあります。これにより、混床洗浄水中の塩分濃度が高くなり、樹脂の洗浄時間が長くなります。同時に、樹脂再生中に交差汚染を引き起こし、樹脂の使用精度に直接影響します。

混床樹脂の層状化が不明瞭になる主な理由は次のとおりです。

逆洗時の流量が低すぎるため、樹脂の膨張高さが不十分になります。

カチオン樹脂粒子が激しく破砕され、破砕された樹脂の密度が低下し、積層時にアニオン樹脂と混ざって分離が困難になります。

樹脂の劣化度合いに関係し、劣化が大きいほど積層しやすくなります。劣化が軽微な場合は樹脂内のイオンが枯渇せず、継続して使用できるため積層しにくくなります。

再生後、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両方で凝集現象が発生し、層化が困難になります。

混合床樹脂の「凝集」現象を解決する方法:

実際の用途では、陽イオン交換樹脂は H+ イオンを放出し、陰イオン交換樹脂は OH- イオンを放出します。陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混床で混合され、互いに接触すると、陽イオン交換樹脂から除去された H+ イオンが陰イオン交換樹脂から除去された OH- イオンと結合して水が形成されます。

陽イオン交換樹脂は、陽イオンの一部を失うと負に帯電し、陰イオン交換樹脂は正に帯電します。この 2 種類の樹脂は互いに引き合い、分離しにくい塊を形成します。壊れた樹脂の破片や浮遊粒子の存在も、樹脂の「凝集」効果を高める可能性があります。樹脂の汚染も凝集を引き起こす可能性があります。

この原理は静電気力によるものです。新しい樹脂は非常にきれいな表面をしており、陽イオン樹脂と陰イオン樹脂の間の静電気力は非常に強いため、樹脂が凝集しやすくなります。混合床装置では、逆洗中に自然に分離することが難しくなります。混合床樹脂を重ねるときに、一定量の電解質を追加すると効果的です。負に帯電した陽イオン樹脂は陽イオン (Na+) と結合して電気的に中性になり、正に帯電した陰イオン樹脂は陰イオン (OH-) と結合して中性になります。その結果、「凝集した」樹脂が分離します。

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