VoL.23 No.5 陈秀枝等：D113弱酸交换树脂的水力学特性试验 ·399 由图2和图3可知，由于大孔弱酸树脂多 和细碎树脂，以保证床层正常运行 孔的结构特点和H型弱酸树脂羧酸间的相互作 对失效态的D113树脂进行反洗展开率试 用，使该树脂的弹性较大.在一定的温度下，树 验，在不同的温度和条件下，需维持一段时间至 树脂层高度不变时，记下此时的高度 0.04 树脂层的反洗展开率可按下式算出： 0.03 E=4x100% 5℃ H (2) 0.02 式中：E一给定温度和反洗流速下的树脂层膨胀 10℃ 率（展开率）；H一反洗时树脂层总高度，m;H一 0.01 失效时树脂层高度，m.试验结果见图4. 反洗是依靠水流的动力带动树脂颗粒往上 0 2 4 6 v/m.h- 移动，此力不但和水的流速有关，还与水的粘度 图2不同温度下流速与树脂层压力降的关系 有关，水的粘度越大，托起树脂颗粒的作用力也 Fig.2 The relation of flow velocity and pressure fall at 就越大，而颗粒沉降速度就越小此外，树脂颗 different temperatures 粒粒径越大，密度越大，越不易被水流托起，由 0.04 图4知，在一定的温度、粒径和粘度下，当自来 水以一定的流速从交换柱底部流经失效的树脂 0.03 向下流 层时，密实的树脂层逐渐松动并徐徐上升.流速 稳定后，树脂层维持在一定的高度不变；加大反 向上流 0.01 200 160 0 2 8120 10℃ v/m.h- b 图3相同温度下流速与树脂层压力降的关系 40 18℃ Fig.3 The relation of flow velocity and pressure fall at 0 the same temperature 0 10 20 30 40 V饭wmhl 脂从再生态H型变为失效态Ca,Mg型时转型 图4反洗流速与反洗展开率()的关系 膨胀率较大，树脂层体积增加较多.当水流速度 Fig.4 The relation of reverse washing velocity 增大时，树脂层的膨胀受到限制，使树脂颗粒变 and expanding rate 形，在层内相互挤压，造成通流空间减小，特别 是随运行时间的推移，树脂失效度增加，这样就 洗流速时，颗粒被托起越高，反洗展开率也就越 造成了水流阻力上升. 大.此外，在树脂粒径、反洗流速一定时，随温度 由图可知向下流的水流阻力大于向上流的 升高，反洗展开率减小. 水流阻力，这是因为水自上而下流时，水中的悬 2.3树脂的沉降速度试验 浮物多被截留在树脂层表面，树脂层不易松动， 离子交换树脂颗粒沉降速度是一个重要的 因而水流阻力增大：水向上流时，悬浮物深人到 水力学性能指标，它和粒径大体上成线形关系. 整个树脂层内部，树脂层的堆积较疏松，因而水 测定时，在一垂直放置的玻璃管中，放满一 流阻力增加较缓慢.此外，随温度升高，树脂层 定温度的纯水，在离水面20cm处画一刻度，下 压力降减小. 端刻度距上端刻度80cm.将不同粒度的Ca型， 2.2树脂层反洗展开率试验 Mg*型DI13弱酸树脂以自由落体方式通过整 树脂在使用过程中，不断地被水中的污染 个水层，记录通过两刻度间距离的时间，然后用 物质堵塞，并在水流作用下渐被压实，使阻力逐 v=80t即可求得（其中，t为所记录时间）.沉降 渐增大，因此在运行一段时间后，需要进行反洗 速度与粒度和温度的关系见表1. 以松动树脂层，并清除床层中积留的污浊物质 影响颗粒沉降速度的因素有颗粒粒径、水 温和树脂密度，由经验公式(3)计算.2 L 3 V b O N 一 陈秀枝等 5 : D 3 l l 弱酸 交换 树脂 的水 力学特性 试验 一 3 99 . 2 3 由图 和图 可知 , 由于大孔弱 酸树 脂多 孔 的结构特点 和 H 型弱 酸树脂 梭酸间 的相互作 用 , 使该树脂 的弹性较大 . 在一定 的温度下 , 树 才靳少 和 细碎树脂 , 以保证 床层 正 常运 行 . 对失效 态的 D l l3 树脂进行反 洗展开率试 验 , 在不同的温度和 条件下 , 需维持一段 时间至 树脂层 高度不变时 , 记下此时 的高度 . 树脂层 的反洗展开率可 按下 式算 出 : : 一 竺丝 、 10 0 % 月 ( 2 ) 图 2 不同 温度下 流速 与树脂 层压 力 降的关 系 F 啥 . 2 T h e er 扭幼0 . of n ’o w v e loc iyt a u d P r es u r e fa l a t di fe er n t t e m P e ar t u r e s 0 . 04 厂一一一一一一一一一一一一一一一 — .’ l 0 . 0 3 式中沼- - 给定温度和反 洗流速下的树脂层 膨胀 率 (展 开率 ) ; H ` 反洗 时树脂 层总高度 , m 刃 二一 失效时树脂层 高度 , m . 试验结果见 图 .4 反洗是依靠水流的动力带动树脂颗粒往上 移动 , 此力不 但和 水的流速有关 , 还与水 的粘度 有关 . 水 的粘度越大 , 托起树脂颗粒的作用力也 就越大 , 而颗粒沉降速度就越 小 . 此外 , 树脂 颗 粒粒径 越大 , 密度越大 , 越不 易被水流托起 . 由 图 4 知 , 在一 定的温度 、 粒径 和 粘度下 , 当 自来 水以一定 的流速从交换柱 底部流经失效 的树脂 层时 , 密实的树脂层逐 渐松动并徐徐上 升 . 流速 稳定后 , 树脂层维持在一定 的高度不 变 ; 加大反 nUC n ù 0 ǎU6 ,`R4 气乙 - , .J 目 髻 。一 0 . 0 1 0 0 2 4 6 8 , /m · h 一 ` 睿 图 3 相 同温 度 下流速 与树脂 层压 力降 的关 系 F娘 . 3 T h e er al it o n o f n ow v e l o e iyt a n d P er s s u er af ll a t t h e , a m e t e ln P e ar 加 er 脂 从再生态 H 型 变为失效 态 C a , M g 型 时转型 膨胀率较大 , 树脂层体积增加较多 . 当水流速度 增大时 , 树脂层 的膨胀受到限制 , 使树脂颗粒变 形 , 在层 内相互挤压 , 造成通 流空 间减小 , 特别 是随运行时间的 推移 , 树脂失效度增加 , 这样就 造成 了 水流阻力 上升 . 由图可 知向下 流 的水流 阻力 大于 向上流 的 水流阻力 , 这是因 为水 自上而下流时 , 水中的悬 浮物 多被截 留在树脂层表面 , 树脂层不 易松动 , 因 而水流 阻力增大 ; 水向上流 时 , 悬浮物深人 到 整个树脂层 内部 , 树脂层 的堆积较疏松 , 因而水 流阻力增加较缓 慢 . 此外 , 随温度升高 , 树脂层 压力降减小 . .2 2 树脂层反 洗展开率试验 树脂在使用 过程 中 , 不断地被水 中的 污染 物质堵 塞 , 并在水流作用下渐 被压实 , 使阻力 逐 渐增大 . 因此在运 行一段时间后 , 需要进行反 洗 以松动树脂 层 , 并清 除床层 中积 留的污 浊物质 0 L es 一一一~ - - 一- - 占一一- - 0 1 0 20 3 0 4 0 v 反 澎m 、 h 一 l 图 4 反洗流 速与 反洗展 开率 (幻的 关系 F i g . 4 T h e r e l a t i o n o f ver e r s e w a s h i n g v e lo c iyt a n d e x P a n d i n g ar t e 洗流速时 , 颗粒被托起越高 , 反洗展开 率也就越 大 . 此外 , 在树脂粒径 、 反 洗流速一定时 , 随温度 升高 , 反洗 展开率减小 . .2 3 树脂的沉降速度试验 离子交换树脂颗粒沉降速度是一个重要的 水力学性能指标 , 它和粒径大体上 成线形关 系 . 测定 时 , 在一垂直放置的玻璃 管中 , 放满一 定温度的纯水 , 在离水 面 20 c m 处 画 一刻度 , 下 端刻度距上端刻度 80 c m . 将不同粒度 的 C+az 型 , M才 + 型 D l l3 弱 酸树脂 以 自由落 体方式通过整 个水层 , 记 录通过两刻度间距离 的时间 , 然后用 v = 80 t/ 即 可 求得 (其 中 , t 为所 记录 时间) . 沉 降 速度 与粒度 和 温度的关系见 表 1 . 影响颗粒沉 降速度 的因素有颗粒粒径 、 水 温和 树脂密 度 , 由经验公式 ( 3) 计算