離子交換劑再生

理論上講，離子交換是一種可逆過程。大多數離子交換劑可以再生，即分別用適當的強酸(如HNO₃)和鹼(如NaOH)置換陽離子交換劑和陰離子交換劑上鍵合的污染離子，從而恢復離子交換劑原來的化學狀態。通過再生可以延長離子交換劑的壽命，節省購買新交換劑和處置廢交換劑的費用。

值得注意的是，離子交換劑不能完全再生，典型的離子交換劑的再生回覆率為90%。所以，即使在最佳的再生條件下，離子交換劑的壽命也是有限的。

通常，再生操作在單獨的容器中進行。混牀系統一般需要用水力分離法將陽樹脂與陰樹脂分開，如將酸性和鹼性再生劑引入混牀，則它們在對樹脂再生之前就會中和。利用陽樹脂與陰樹脂一定的密度差異，在交換柱內緩緩地反洗，可以實現陽樹脂與陰樹脂的水力分離。隨後將兩種樹脂分別排入各自的容器，分別進行再生。也可以在陰、陽離子交換劑的界面處分別注入兩種再生液，其中一種再生液向上流動，從交換柱頂部排出，另一種再生液向下流動，從交換柱底部排出。再生完畢後將兩種離子機交換劑重新混合。

對於放射性廢水的處理，許多國家不採取離子交換劑再生的做法，因為採用濃酸、濃鹼的再生操作比較困難，費用也較高。而且，設備本身也較複雜，需要存放樹脂再生用試劑的槽罐及相應的閥門、管線和泵。考慮到再生操作的費效比，一般採用一次性離子交換的方式。然而，對於更換離子交換劑更加昂貴的情況，還需進行再生操作。在一些核電站的非放水處理系統(如二回路鍋爐給水和去離子水製備)，水處理量很大，所用的離子交換劑量也很大，還是需要樹脂的再生操作。 ^[1] 

離子交換劑再生處理階段包括反洗、再生，正洗三個步驟。

(1)反洗，又稱逆洗．當離子交換劑失效後，在再生前先用水自下而上進行短時間的強烈沖洗。其目的是鬆動交換劑層，為再生創造充分接觸條件，同時沖掉交換劑表面的污物和破碎的交換劑顆粒及排除交換劑層中的氣泡。

(2)再生。其目的是使失效的交換劑恢復軟化能力。

(3)正洗。其目的是清除殘餘的再生劑和再生產物(如氯化鈣、氯化鎂)。離子交換劉再生後，必須經過正洗後方可使用。 ^[2] 

離子交換劑在使用一段時問後要進行再生處理，即設法使離子交換反應以相反方向進行，使功能基回覆原來狀態，以供再次使用。常用的再生方法主要有：

化學再生法，即對失去活性的交換劑用化學試劑強制進行離子交換反應的逆過程，使功能基回覆到原來的狀態。如陽離子交換樹脂可用強酸進行再生處理，釋放出被吸附的陽離子，再與H⁺結合而恢復原來的組成；陰離子交換樹脂可用強鹼(如NaOH)進行再生處理，釋放出被吸附的陰離子，再與OH^-結合而恢復原來的組成。

電再生法簡稱EDI，是新興的交換劑再生法。該法的核心是利用水電離所產生的H⁺和OH^-離子來再生離子交換樹脂。

離子交換劑的電再生技術與傳統的酸、鹼化學再生技術相比，其優勢首先是無污染，由於再生不用酸鹼，可從根本上消除採用酸鹼再生樹脂造成的環境污染問題；其次是經濟性好，由於電再生法是靠水的電離來實現，耗電比電解耗電低得多，另外再生時樹脂流呈流態化流動，阻力小，耗電少，花費僅為化學再生法費用的10%左右。對於一個300MW的火力發電廠，從酸鹼再生法改為電再生法，每年可節省幾百萬元運行費用。由於離子交換水處理是水除鹽系統使用最通用的處理方式，目前我國火力發電廠鍋爐補給水處理系統仍有90%以上採用離子交換法，按所消耗的酸、鹼量估算每年為20億元一30億元。所以，電再生法具有廣闊的市場前景，是離子交換劑再生方法的發展趨勢。 ^[3] 

離子交換樹脂的再生方法還可分為動態法和靜態法。

此法一般在交換柱或再生柱內進行。再生劑溶液不斷進入柱中，並不斷排出。

在容器或交換柱內進行，再生時，一般分為三步。

把失效樹脂轉入容器內；先用清水洗滌，然後再加入再生劑溶液，加以攪拌混合，然後倒去再生廢掖，如此反覆數次；用水洗滌樹脂，反覆數次，直至再生劑溶液完全被洗出為止。

動態法與靜態法比較，動態法的再生劑耗量小。所以一般採用動態法。當再生樹脂數量少時．可採用靜態法再生。

再生荊的選擇主要是品種和純度兩方面的選擇。

(1)再生劑品種的選擇：

再生劑的品種有HCI、H₂SO₄、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃等，應按離子交換樹脂的類型進行選擇。

弱酸性陽離子交換樹脂可用HCI或H₂SO₄，也可用CO₂或NH₃。強酸性陽離子交換樹脂可用HCI或H₂SO₄等強酸。弱鹼性陰離子交換樹脂通常採用強鹼或鹼性鈉鹽(NaOH，Na₂CO₃和NaHCO₃)作再生劑，也可用NH₃。強鹼性陰離子交換樹脂的再生劑可選用NaOH等強鹼。

(2)再生劑純度的選擇：

再生劑純度對離子交換樹脂的再生程度和出水水質有很大的影響。若再生劑內含有大量的雜質離子，則再生程度就會降低，出水水質就會受到影響，所以一般要選擇純度較高的再生劑。 ^[4]