イオン交換装置の半分以上は水処理脱塩に使用されているが、水処理脱塩の主なものは強酸性水素型陽イオン交換樹脂と強アルカリ性水素酸素型陰イオン交換樹脂である。水素型陽イオン交換樹脂が水と接触し、イオン交換反応が起こり、水中の各種陽イオンが樹脂に吸着され、陽樹脂に結合された水素イオンが交換される。このとき、水には水素イオンの一種の陽イオンしか含まれていない。水酸化型陰樹脂が水と接触してイオン交換反応を起こした後、水中の各種陰イオンが吸着されると、水中には水酸化物イオンが1種しか含まれていない。このような水素酸素型陽樹脂を通過した水が水素酸素型陰樹脂を通過すると、水に2種類の陰陽イオン(水素イオンと水素酸素イオン)だけが結合して水になり、水の脱塩処理が完了する。
1、樹脂軟化水の原理
軟水樹脂は軟水機の内蔵樹脂タンクから、水が通過する際に水中の硬度イオンを置換する。いわゆる「イオン交換軟化法」その原理は以下の通りである:イオン交換水処理とは、イオン交換剤を用いて、交換剤中和水溶液中の交換可能イオンを等物質の量規則に適合した可逆的交換を発生させ、水質改善をもたらし、交換剤の構造が実質的(化学的)に変化しない水処理方式を指す。このような水処理方式では、陽イオンのみが交換反応に関与するものを陽イオン交換水処理と呼ぶ、アニオンだけが交換反応に関与する場合、アニオン交換水処理と称する。陽イオンと陰イオンが交換反応に関与するものがあり、陽イオン、陰イオン交換水処理と呼ばれる。原水の水質は千差万別であり、出水の水質に対する要求は多種多様であるため、多くのタイプのイオン交換及びある組み合わせの水処理方法があり、これらの水処理方法を採用して原水を軟化させ、アルカリを除去し、塩を除去する。イオン交換剤の中で交換反応に関与するイオンがナトリウムイオンNa+である場合、この方法をナトリウム(Na)型イオン交換法と呼び、この交換剤をナトリウム(Na)型陽イオン交換剤と呼び、類似しているものとして、水素(H)型イオン交換法及び水素(H)型陽イオン交換剤などがある。
2、樹脂再生原理
軟水樹脂は水中のカルシウムマグネシウムなどの硬度イオンを一定量置換した後、水を再軟化することができなくなり、その場合は軟水機による樹脂再生、つまり樹脂カルシウム汚染後の還元再生法が必要となる。
(1)Na溶液で強陽イオン交換樹脂を再生する場合、段階的再生法を採用することが望ましい。樹脂から脱着されたCa 2+濃度は高いが、Na濃度は低く、少量のCa 2+Na沈殿が形成されても溶液に流されるため、低濃度Na溶液での再生が開始される。その後徐々にNa濃度を高め、このとき樹脂から脱着したCa 2+濃度は低く、Na沈殿は形成されなかった。
(2)弱陽イオン交換樹脂は強陽イオン交換樹脂の再生廃液で再生されるため。そのため、酸を供給すると同時に、弱陽イオン交換器は希釈水(JF 9201濾過後の水)を供給しなければならず、水を供給する量は交換器の酸口を超えないように液位が適切である。また、酸濃度を調整しても、弱陽イオン交換器から排出される再生廃液の色、例えば白濁物を観察することに注意してください。
(3)酸注入後、弱陽イオン交換器は直ちにJF 9201濾過後の水置換洗浄に入らなければならず、強陽イオン交換器は直ちに精製水置換洗浄に入らなければならない。
(4)冬季は再生液温度が低いため、カルシウム汚染が発生しやすい。そのため、再生前には、弱陽イオン交換器はスクラブして逆洗しなければならず、弱陽イオン交換器は強陽イオン交換器との間で廃液を再生する配管は逆洗しなければならず、未然に防止しなければならない。
このプロセスは軟水機内で2〜3時間かかり、一般に軟水機逆洗浄再生と呼ばれる。軟水機の型番によっては一定量の樹脂再生剤(Na)や工業塩が必要になる。
付属:軟化樹脂型式
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製造業:自動車用ガラス鋼材製紙紡績等
電力業界:ボイラ火力発電冷却サイクル等
飲食業界:飲料食品乳業飲料水ホテルなど
めっき業界:めっき照明冷却めっき金属LEDランプ等
光電業界:光起電光照明新エネルギーLEDランプ等
エレクトロニクス業界:電気チップ回路基板のモノリシック電子原本等
製薬業界:医薬機器内服液完成薬生物製剤等
エネルギー業界:酸化半導体シリコン材料の多結晶シリコン金属抽出等
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