水质工程（给水处理）讲义第一十一章水的软化 一、离子交换平衡 服从当量定律：即等当量进行交换。 离子交换应服从的两个条件 服从质量作用定律（化学反应速度和的反应的 浓度乘积成正比)，是一个可逆的反应过程。 以水的软化为例，反应如下式所示： 2RNa+CaC12 R:Ca+2NaCl (21-21) 静态反应：平衡很快达到，处理水只能部分的被软化。 动态反应：将反应生成物(NC1)排出，反应向右进行，为此采用的措施，采用 离子交换柱的形式，让处理水不断流过树脂层。 树脂失效后要进行再生，把树脂上吸附的钙、镁离子置换出来，代之以新的 可交换离子，再生过程即为上述软化反应的逆过程。 1、离子交换的选择顺序 依照质量作用定律，式(21-21)的反应平衡系数为 哥 (21-22) 式中：[Na]、[RCa]一一分别表示树脂中Na和Ca的mmol浓度。 [a]、[Ca门一一分别表示树脂中a和Ca的mmol浓度。 平衡系数K的大小，反应了离子交换反应的难易程度，对每一个反应而言，K 有一定的数值，它不受浓度的影响，但随温度变化，并且与被交换离子的本性有 关，也就是说不同的离子，K值是不同的。 一般来说，K值大于1时，表示反应能顺利的向右进行，K值越大，越有利于 交换反应（树脂与被交换离子的亲和力越大），而越不利于逆反应。因此K值的大 小能定量的反映出树脂对某两个给定的离子交换选择性的大小，故亦称为选择系 数。P400表21-5为不同交联度的强酸性阳离子交换树脂的选择系数。从该表中可 以清楚地看强酸树脂对各种离子亲和力的差别，由此得水中各种常见离子的选择 性顺序（在常温和低浓度溶液的情况下） Fe">Ca"Mg"K'>NH,'>Na'H'>Li' 即位于顺序前的阳离子可以从树脂上取代位于顺序后的阳离子。从这些顺序看到， 影响离子交换选择性的主要因素为 (1)活性基团中的固定离子对可交换活动离子的亲和力是离子交换选择性 第7贞共48贞