水质工程（给水处理）讲义第十一章水的软化 (1)外部溶液中待交换的离子C+向树脂颗粒表面迁移并通过树脂表面的边 界水膜： (2)待交换的离子Ca2在树脂孔道里移动，直到到达某有效交换位置上： (3)Ca+与树脂上可交换离子Na进行交换反应： (4)被交换下来的离子Na从有效交换位置上通过孔道向外面移动： (5)Na通过树脂表面的边界水膜进入外部溶液中。 讨论：1、步骤(3)中Ca“与Na'的交换为化学反应，瞬间即可完成，步骤(2) (4)和(1)(5)则属于 不同形式的扩散，前者为孔道扩散、后者为膜扩散，一般它们的速度较慢，离子 交换速度为它们中的一个所控制。若离子的膜扩散速度大于孔道扩散速度，则后 者控制着离子交换速度：反之，若离子的膜扩散速度小于孔道扩散速度，则前者 控制着离子交换速度。 离子交换反应由膜扩散控制还是由孔道扩散控制，其主要区别为： 1)溶液浓度：浓度梯度是膜扩散的推动力，其浓度的大小是影响扩散过程的 主要因索，当水中离子浓度〉0.1M时，离子的膜扩散速度很快，此时孔道扩散即 为控制步骤：树脂再生通常就属于这种情况：当水中离子浓度<0.003时，离子的 膜扩散速度变得比较慢，为膜扩散所控制，水的软化过程即为此种情况 2)流速：膜扩散过程与流速有关，这是因为边界水膜的厚度与流速成反比的 缘故（流速大，边界水膜小，交换速度提高，膜扩散加快），而孔道扩散过程基本 上不受流速变化的影响。 3)树脂半径：对于膜扩散，离子交换速度与颗粒半径的一次方成反比：而对 于孔道扩散，离子交换速度与颗粒半径的平方成反比。 4)交联度：交联度对于离子交换速度的毙响，对于孔道扩散比起膜扩散更为 显著。后者的影响仅限于，增加 交联度使溶胀减小并导致颗粒 饱和阳度 外表面积的减小。而交联度对于 孔道扩散过程的影响主要反映 扩散系数的显著改变。 三、树脂层离子交换过程 1、实验过程：1)以Na型 21-3树脂尽作和程度示意