Et betydelig antall prosesser som forekommer i naturen og utføres i praksis er ionebytteprosesser. Ioneutveksling ligger til grunn for migrering av elementer i jord og organismer til dyr og planter. I industrien brukes det til separering og produksjon av stoffer, vannavsalting, avløpsvannbehandling, konsentrasjon av løsninger osv. Ionebytting kan skje både i en homogen løsning og i et heterogent system. I dette tilfellet under Ionbytte forstå den heterogene prosessen der en utveksling finner sted mellom ioner i løsning og i en fast fase kalt ionebytter eller ionebytter. Ioneveksleren sorberer ioner fra løsningen og gir til gjengjeld ionene som er en del av dens struktur inn i løsningen.

3.5.1. Klassifisering og fysisk-kjemiske egenskaper til ionebyttere

Ionebytter sorbenter, ionebyttere er polyelektrolytter som er sammensatt av matriser- ubevegelige grupper av atomer eller molekyler (høymolekylære kjeder) med aktive ionogene grupper atomer som gir dens ionebytterkapasitet. Ioniske grupper består på sin side av immobile ioner bundet til matrisen av kjemiske interaksjonskrefter, og et ekvivalent antall mobile ioner med motsatt ladning - motioner. Motioner er i stand til å bevege seg under påvirkning av en konsentrasjonsgradient og kan byttes ut mot ioner fra en løsning med samme ladning. I systemet ionebytter - elektrolyttløsning, sammen med fordeling av utvekslingsioner, er det også en omfordeling mellom disse fasene av løsningsmiddelmolekylene. Sammen med løsemidlet, en viss mengde koioner(ioner med samme navn ansvarlig med faste). Siden den elektriske nøytraliteten til systemet er bevart, sammen med koionene, passerer en ekstra mengde motioner, tilsvarende dem, inn i ioneveksleren.

Avhengig av hvilke ioner som er mobile, deles ionebyttere inn i kationbyttere og anionbyttere.

Kationbyttere inneholder immobile anioner og bytter kationer, de er preget av sure egenskaper - et mobilt hydrogen- eller metallion. For eksempel kationbytter R / SO 3 - H + (her er R en strukturell base med en fast funksjonell gruppe SO 3 - og motion H +). I henhold til typen kationer som finnes i kationbytteren, kalles den H-kationbytter, hvis alle dens mobile kationer kun er representert av hydrogen, eller Na-kationbytter, Ca-kationveksler, etc. De er betegnet RH, RNA, R 2 Ca, hvor R er rammen med den faste delen av den aktive gruppen til kationbytteren. Kationbyttere med faste funksjonelle grupper -SO 3 -, -PO 3 2-, -COO -, -AsO 3 2- osv. er mye brukt.

anionbyttere inneholder immobile kationer og utvekslingsanioner, de er preget av hovedegenskapene - et mobilt hydroksidion eller et ion av en syrerest. For eksempel anionbytteren R / N (CH 3) 3 + OH -, med den funksjonelle gruppen -N (CH 3) 3 + og motion OH -. Anionbytteren kan være i forskjellige former, så vel som kationbytteren: OH-anionbytter eller ROH, SO 4 - anionbytter eller RSO 4, hvor R er en ramme med en fast del av den aktive gruppen til anionbytteren. De mest brukte anionbyttere med faste grupper - +, - +, NH 3 +, NH +, etc.

Avhengig av graden av dissosiasjon av den aktive gruppen til kationbytteren, og følgelig av evnen til ionebytte, er kationbyttere delt inn i sterkt surt og svakt surt. Så den aktive gruppen -SO 3 H er fullstendig dissosiert, derfor er ionebytting mulig i et bredt pH-område, kationbyttere som inneholder sulfogrupper er klassifisert som sterkt sure. Middels styrke kationbyttere inkluderer harpikser med fosforsyregrupper. Dessuten, for dibasiske grupper som er i stand til trinnvis dissosiasjon, har bare en av gruppene egenskapene til en syre med middels styrke, den andre oppfører seg som en svak syre. Siden denne gruppen praktisk talt ikke dissosierer i et sterkt surt medium, er det derfor hensiktsmessig å bruke disse ionebyttere i svakt sure eller alkaliske medier, ved pH4. Svakt sure kationbyttere inneholder karboksylgrupper, som er lite dissosierte selv i svakt sure oppløsninger, deres driftsområde ved pH5. Det finnes også bifunksjonelle kationbyttere som inneholder både sulfogrupper og karboksylgrupper eller sulfo- og fenolgrupper. Disse harpiksene virker i sterkt sure løsninger, og ved høy alkalitet øker de kapasiteten kraftig.

I likhet med kationbyttere er anionbyttere delt inn i høy basis og lav basis. Svært basiske anionbyttere inneholder godt dissosierte kvaternære ammonium- eller pyridinbaser som aktive grupper. Slike anionitter er i stand til å utveksle anioner ikke bare i sure, men også i alkaliske løsninger. Middels og lav basiske anionharpikser inneholder primære, sekundære og tertiære aminogrupper, som er svake baser, og deres driftsområde er pH89.

Amfotere ionebyttere brukes også - amfolytter, som inkluderer funksjonelle grupper med egenskaper til både syrer og baser, for eksempel grupper av organiske syrer i kombinasjon med aminogrupper. Noen ionebyttere har i tillegg til ionebytteregenskaper kompleksdannende eller redoksegenskaper. For eksempel gir ionebyttere som inneholder ionogene aminogrupper komplekser med tungmetaller, hvis dannelse skjer samtidig med ionebytting. Ionebytting kan ledsages av kompleksdannelse i væskefasen, ved å justere pH-verdien, som tillater separasjon av ioner. Elektronionbyttere brukes i hydrometallurgi for oksidasjon eller reduksjon av ioner i løsninger med deres samtidige sorpsjon fra fortynnede løsninger.

Prosessen med desorpsjon av et ion absorbert på en ioneveksler kalles eluering mens ionebytteren regenereres og den overføres til sin opprinnelige form. Som et resultat av elueringen av de absorberte ionene, forutsatt at ionebytteren er tilstrekkelig "belastet", oppnås eluater med en ionekonsentrasjon som er 100 ganger høyere enn i de opprinnelige løsningene.

Noen naturlige materialer har ionebytteregenskaper: zeolitter, tre, cellulose, sulfonert kull, torv, etc., men de brukes nesten aldri til praktiske formål, siden de ikke har tilstrekkelig høy utvekslingskapasitet, stabilitet i de behandlede media . De mest brukte organiske ionebyttere er syntetiske ionebytterharpikser, som er faste høymolekylære polymerforbindelser, som inneholder funksjonelle grupper som er i stand til elektrolytisk dissosiasjon, derfor kalles de polyelektrolytter. De syntetiseres ved polykondensasjon og polymerisering av monomerer som inneholder de nødvendige ioniske gruppene, eller ved å tilsette ioniske grupper til individuelle enheter av en tidligere syntetisert polymer. Polymergrupper er kjemisk bundet til hverandre, tverrbundet til et rammeverk, det vil si til et romlig tredimensjonalt nettverk kalt en matrise, ved hjelp av et stoff som interagerer med dem - et brønnkarsemiddel. Divinylbenzen brukes ofte som tverrbinder. Ved å justere mengden divinylbenzen er det mulig å endre størrelsen på harpikscellene, noe som gjør det mulig å få ionebyttere som selektivt absorberer ethvert kation eller anion på grunn av "sileffekten", ioner større enn cellestørrelsen er ikke absorberes av harpiksen. For å øke cellestørrelsen brukes reagenser med større molekyler enn vinylbenzen, for eksempel dimetakrylater av etylenglykoler og bifenoler. På grunn av bruken av telogener, stoffer som forhindrer dannelsen av lange lineære kjeder, oppnås en økt permeabilitet av ionebyttere. På steder hvor kjedene brytes oppstår porer, på grunn av dette får ionebyttere en mer mobil ramme og sveller mer ved kontakt med en vandig løsning. Som telogener brukes karbontetraklorid, alkylbenzener, alkoholer etc. Harpiksene som er oppnådd på denne måten har gel struktur eller mikroporøs. For å få makroporøs ionitter i reaksjonsblandingen tilsetter organiske løsningsmidler, som er høyere hydrokarboner, slik som isooktan, alkoholer. Løsningsmidlet fanges opp av den polymeriserende massen, og etter at dannelsen av rammeverket er fullført, destilleres det av, og etterlater store porer i polymeren. I henhold til strukturen er ionebyttere delt inn i makroporøse og gel.

Makroporøse ionebyttere har bedre kinetiske utvekslingsegenskaper sammenlignet med gel, siden de har en utviklet spesifikk overflate på 20-130 m 2 /g (i motsetning til gel, som har en overflate på 5 m 2 /g) og store porer - 20 -100 nm, som letter den heterogene utvekslingen av ioner som finner sted på overflaten av porene. Valutakursen avhenger betydelig av porøsiteten til kornene, selv om den vanligvis ikke påvirker deres utvekslingskapasitet. Jo større volum og kornstørrelse, desto raskere blir den indre diffusjonen.

Gelionebytterharpikser består av homogene korn, som i tørr form ikke har porer og er ugjennomtrengelige for ioner og molekyler. De blir permeable etter svelling i vann eller vandige løsninger.

Hevelse av ionebyttere

opphovning kalt prosessen med gradvis økning i volumet av ionebytteren plassert i et flytende løsningsmiddel, på grunn av penetrering av løsemiddelmolekyler dypt inn i hydrokarbonrammen. Jo mer ionebytteren svulmer, jo raskere skjer utvekslingen av ioner. Opphovning karakterisert vekt hevelse- mengden absorbert vann per 1 g tørr ionebytter eller hevelsesforhold- forholdet mellom de spesifikke volumene av svulmet ionebytter og tørr. Ofte kan volumet av harpiksen i prosessen med hevelse øke med 10-15 ganger. Svellingen av en høymolekylær harpiks er jo større, jo lavere grad av tverrbinding av dens bestanddeler er, det vil si, jo mindre stivt er det makromolekylære nettverket. De fleste standard ionebyttere inneholder 6-10 % divinylbenzen i kopolymerer (noen ganger 20 %). Ved bruk av langkjedede midler i stedet for divinylbenzen for tverrbinding, oppnås godt gjennomtrengelige makroretikulerte ionebyttere, på hvilke ionebytte skjer med høy hastighet. I tillegg til strukturen til matrisen, påvirkes svellingen av ionebytteren av tilstedeværelsen av hydrofile funksjonelle grupper i den: ionebytteren sveller jo mer, jo flere hydrofile grupper er det. I tillegg sveller ionebyttere som inneholder enkeltladede motioner sterkere, i motsetning til to- og treladede motioner.I konsentrerte løsninger oppstår svelling i mindre grad enn i fortynnede. De fleste uorganiske ionebyttere sveller ikke i det hele tatt eller nesten, selv om de absorberer vann.

Ionevekslerkapasitet

Ionebytterkapasiteten til sorbenter er preget av deres utvekslingskapasitet, avhengig av antall funksjonelle ionogene grupper per enhet masse eller volum av ionebytteren. Det uttrykkes i milliekvivalenter per 1 g tørr ionebytter eller i ekvivalenter per 1 m 3 ioneveksler og for de fleste industrielle ionebyttere er det i området 2-10 mekv / g. Full byttekapasitet(POE) - det maksimale antallet ioner som kan absorberes av ioneveksleren når den er mettet. Dette er en konstant verdi for en gitt ionebytter, som kan bestemmes både under statiske og dynamiske forhold.

Under statiske forhold, i kontakt med et visst volum av elektrolyttløsning, bestemme full statisk utvekslingskapasitet(PSOE), og statisk likevektsutvekslingskapasitet(PCOE), som varierer avhengig av faktorene som påvirker likevekten (løsningsvolum, sammensetning, konsentrasjon, etc.). Likevekt ionebytter - løsning tilsvarer likheten av deres kjemiske potensialer.

Under dynamiske forhold, med kontinuerlig filtrering av løsningen gjennom en viss mengde ionebytter, bestemme dynamisk utvekslingskapasitet- antall ioner absorbert av ioneveksleren før gjennombruddet av sorberte ioner (DOE), full dynamisk utvekslingskapasitet frem til fullstendig utvikling av ionebytteren (PDOE). Gjennombruddskapasiteten (arbeidskapasiteten) bestemmes ikke bare av egenskapene til ioneveksleren, men avhenger også av sammensetningen av den opprinnelige løsningen, hastigheten på dens passasje gjennom ionebytterlaget, høyden (lengden) på ioneveksleren lag, graden av dets regenerering og størrelsen på kornene.

Driftskapasiteten bestemmes fra utgangskurven fig. 3.5.1

S 1 - arbeidsutvekslingskapasitet, S 1 +S 2 - full dynamisk utvekslingskapasitet.

Når eluering utføres under dynamiske forhold, har elueringskurven form av kurven vist i fig. 3.5.2

Vanligvis er DEC større enn 50 % av PDOE for sterkt sure og sterkt basiske ionebyttere og 80 % for svakt sure og svakt basiske ionebyttere. Kapasiteten til sterkt sure og sterkt basiske ionebyttere forblir praktisk talt uendret i et bredt spekter av pH-løsninger. Kapasiteten til svakt sure og svakt basiske ionebyttere avhenger i stor grad av pH.

Graden av bruk av utvekslingskapasiteten til ioneveksleren avhenger av størrelsen og formen på kornene. Vanligvis er kornstørrelsene i området 0,5-1 mm. Formen på kornene avhenger av metoden for fremstilling av ionebytteren. De kan være sfæriske eller uregelmessige i form. Sfæriske korn er å foretrekke - de gir bedre hydrodynamiske forhold og høy prosesshastighet. Ionebyttere med sylindriske korn, fibrøse og andre brukes også. Jo finere kornene er, desto bedre brukes ionebytterens utvekslingskapasitet, men samtidig, avhengig av utstyret som brukes, øker enten den hydrauliske motstanden til sorbentlaget eller overføringen av små korn i ioneveksleren av løsning. Overføring kan unngås ved å bruke ionebyttere som inneholder et ferromagnetisk tilsetningsstoff. Dette lar deg holde det finkornede materialet i suspensjon i sonen - magnetfeltet som løsningen beveger seg gjennom.

Ionebyttere skal ha mekanisk styrke og kjemisk motstand, det vil si at de ikke må ødelegges som følge av svelling og drift i vandige løsninger. I tillegg bør de lett regenereres, og dermed beholde sine aktive egenskaper i lang tid og fungere uten endring i flere år.

Ionbytte er prosessen med utveksling av faste matriseioner ( ionitt ) med vannioner.

Ionebytting er en av hovedmetodene for vannrensing fra ionisk forurensning, dypvannsavsalting. Tilstedeværelsen av en rekke ionebyttermaterialer gjør det mulig å løse problemene med vannrensing av forskjellige kjemiske sammensetninger med høy effektivitet. Dette er den eneste metoden som gjør det mulig å selektivt trekke ut noen komponenter fra en løsning, for eksempel hardhetssalter, tungmetaller.

ionitter - faste uløselige stoffer som inneholder funksjonelle (ionogene) grupper som er i stand til ionisering i løsninger og utveksling av ioner med elektrolytter. Under ionisering av funksjonelle grupper oppstår to typer ioner: noen er stivt festet på rammen (matrisen) R til ioneveksleren, andre har motsatt fortegn (motioner), i stand til å gå i løsning i bytte for en tilsvarende mengde av andre ioner med samme fortegn fra løsningen.

Ionitter er delt inn i henhold til egenskapene til ionogene grupper i fire hovedtyper:

• amfolytter;
• selektive ionebyttere.

Av matrisens natur er de delt inn i:

• uorganiske ionebyttere;
• organiske ionitter.

Kationbyttere- ionebyttere med anioner eller anionbyttergrupper festet på matrisen, og bytter kationer med det ytre miljøet.

Hvis kationbytteren var i hydrogen H + - form, ekstraheres alle kationene i vannet. Den rensede løsningen er sur.

Når en løsning som inneholder en blanding av kationer som Na, Ca, Mg, Fe (naturlig vann) beveger seg gjennom kationbytteren, dannes sorpsjonsfronter av hver kation i laget, og deres ikke-samtidige gjennombrudd i filtratet skjer. Rensingen er fullført når det viktigste ekstraherbare eller kontrollerte ionet vises i filtratet.

anionbyttere- ionebyttere med kationer eller kationbyttergrupper festet på matrisen, og bytter anioner med det ytre miljøet.

Hvis anionbytteren er i hydroksyl OH - form, leveres som regel en løsning etter kontakt med kationbytteren i H + - form, som har en sur reaksjon, for rensing fra anioner.

I dette tilfellet ekstraheres alle anioner som er tilstede i løsningen. Den rensede løsningen er nøytral.

Når en løsning som inneholder en blanding av anioner, slik som Cl, SO 4 , PO 4 , NO 3, føres gjennom anionbytteren, dannes sorpsjonsfronter av hvert ion i laget og deres gjennombrudd i filtratet begynner ikke ved samme tid. Vannrensing avsluttes når et ekstraherbart ion vises i filtratet.

Amfolytter inneholder faste kationbytter- og anionbyttergrupper, og fungerer under visse forhold enten som en kationbytter eller en anionbytter. Brukes til prosessering av teknologiske løsninger.

Selektive ionebyttere inneholder spesielt utvalgte ionogene grupper som har høy affinitet for ett eller en gruppe ioner. De kan brukes til å rense vann fra visse ioner, som bor, tungmetaller eller radionuklider.

Hovedkarakteristikkene til ionebyttere er:

• utveksling kapasitet;
• selektivitet;
• mekanisk styrke;
• osmotisk stabilitet;
• kjemisk stabilitet;
• temperaturstabilitet;
• granulometrisk (fraksjonell) sammensetning.

utvekslingskapasitet

Følgende verdier brukes for kvantitativ karakterisering av ionebytter- og sorpsjonsegenskapene til ionebyttere: total, dynamisk og arbeidsutvekslingskapasitet.

Full byttekapasitet(POE) bestemmes av antall funksjonelle grupper som er i stand til ionebytte per masseenhet av lufttørr eller svullen ionebytter og uttrykkes i mg-ekv/g eller mg-ekv/l. Det er en konstant verdi, som er angitt i passet til ionebytteren, og avhenger ikke av konsentrasjonen eller naturen til det utvekslede ionet. POE kan endres (minskes) på grunn av termisk, kjemisk eller strålingseksponering. Under reelle driftsforhold avtar POE med tiden på grunn av aldring av ionebyttermatrisen, irreversibel absorpsjon av giftioner (organiske stoffer, jern, etc.), som blokkerer funksjonelle grupper.

Likevekts (statisk) utvekslingskapasitet avhenger av konsentrasjonen av ioner i vann, pH og forholdet mellom volumene til ionebytteren og løsningen under målinger. Det er nødvendig for å utføre beregninger av teknologiske prosesser.

Dynamisk utvekslingskapasitet (DOE) den viktigste indikatoren i vannbehandlingsprosesser. Under reelle forhold med gjentatt bruk av ionebytteren i sorpsjon-regenereringssyklusen, blir utvekslingskapasiteten ikke fullt ut brukt, men bare delvis. Bruksgraden bestemmes av metoden for regenerering og forbruk av regenereringsmidlet, kontakttiden til ionebytteren med vann og med regenereringsmidlet, saltkonsentrasjon, pH, design og hydrodynamikk til apparatet som brukes. Figuren viser det stoppe vannrenseprosessenut ved en viss konsentrasjon av det begrensende ion, som regel, lenge før den fullstendige metningen av ionebytteren. Antall ioner som er absorbert i dette tilfellet, tilsvarende arealet av rektangelet A, relatert til volumet til ionebytteren, vil være DOE. Antallet absorberte ioner som tilsvarer full metning når gjennombruddet er 1, tilsvarende summen av DOE og arealet av den skraverte figuren over den S-formede kurven, kalles den totale dynamiske utvekslingskapasiteten (PDEC). I typiske vannbehandlingsprosesser overstiger DOE vanligvis ikke 0,4–0,7 PFU.

Selektivitet. Selektivitet forstås som evnen til selektivt å sorbere ioner fra løsninger med kompleks sammensetning. Selektivitet bestemmes av typen ionogene grupper, antall tverrbindinger av ionebyttermatrisen, porestørrelsen og sammensetningen av løsningen. For de fleste ionebyttere er selektiviteten lav, men det er utviklet spesielle prøver som har høy evne til å trekke ut enkelte ioner.

Mekanisk styrke viser ionebytterens evne til å motstå mekanisk påkjenning. Ionitter testes for slitasje i spesielle møller eller ved vekten av en last som ødelegger et visst antall partikler. Alle polymerisasjonsionebyttere har høy styrke. Ved polykondensering er den betydelig lavere. Å øke graden av tverrbinding av polymeren øker dens styrke, men forverrer ionebyttehastigheten.

Osmotisk stabilitet. Den største ødeleggelsen av ionebytterpartikler skjer når egenskapene til mediet de befinner seg i endres. Siden alle ionitter er strukturerte geler, avhenger volumet av saltinnholdet, pH i mediet og den ioniske formen til ionitten. Når disse egenskapene endres, endres kornvolumet. På grunn av den osmotiske effekten er kornvolumet i konsentrerte løsninger mindre enn i fortynnede. Denne endringen skjer imidlertid ikke samtidig, men ettersom konsentrasjonene av den "nye" løsningen utjevnes over kornvolumet. Derfor trekker det ytre laget seg sammen eller ekspanderer raskere enn kjernen av partikkelen; store indre spenninger oppstår og det øvre laget flises eller hele kornet splittes. Dette fenomenet kalles "osmotisk sjokk". Hver ionebytter er i stand til å motstå et visst antall sykluser med slike endringer i mediets egenskaper. Dette kalles dens osmotiske styrke eller stabilitet. Den største endringen i volum skjer i svakt sure kationbyttere. Tilstedeværelsen av makroporer i strukturen til ionittkorn øker arbeidsflaten, akselererer oversvelling og gjør det mulig å "puste" individuelle lag. Derfor er sterkt sure kationbyttere med makroporøs struktur de mest osmotisk stabile, mens svakt sure kationbyttere er de minst osmotisk stabile. Osmotisk stabilitet er definert som antall hele korn, relatert til deres totale startantall, etter gjentatt (150 ganger) behandling av en prøve av ionebytteren vekselvis i en syre- og alkaliløsning med mellomvask med demineralisert vann.

Kjemisk stabilitet. Alle ionebyttere har en viss motstand mot løsninger av syrer, alkalier og oksidasjonsmidler. Alle polymerisasjonsionebyttere har større kjemisk motstand enn polykondensasjonsvekslere. Kationharpikser er mer stabile enn anionharpikser. Blant anionbyttere er svakt basiske mer motstandsdyktige mot syrer, alkalier og oksidasjonsmidler enn sterkt basiske.

Temperaturstabilitet kationbyttere er høyere enn anionbyttere. Svake sure kationbyttere er effektive ved temperaturer opp til 130 °C, sterkt sur type KU-2-8 – opptil 100–120 °C, og de fleste anionbyttere – ikke høyere enn 60, maksimalt 80 °C. I dette tilfellet som regel H- eller
OH-former av ionebyttere er mindre stabile enn salt.

Brøksammensetning. Syntetiske ionebyttere av polymerisasjonstypen produseres i form av sfæriske partikler med en størrelse fra 0,3 til 2,0 mm. Polykondensasjonsionebyttere produseres i form av knuste partikler med uregelmessig form med en størrelse på 0,4–2,0 mm. Standard polymerisasjonstype ionebyttere har en størrelse på 0,3 til 1,2 mm. Gjennomsnittlig størrelse på polymerisasjonsionebyttere er fra 0,5 til 0,7 mm (fig.). Heterogenitetskoeffisienten er ikke mer enn 1,9. Dette sikrer akseptabel hydraulisk motstand i laget. For prosesser når ionebyttere ble brukt i et fluidisert sjikt, ble de i USSR produsert i form av 2 klasser etter størrelse: klasse A med en størrelse på 0,6–2,0 mm og klasse B med en størrelse på 0,3–1,2 mm.

I utlandet, ved bruk av spesielle teknologier, produseres ionebyttere av den monosfæriske typen Purofine, Amberjet, Marat h on, med partikler med en veldig liten størrelsesspredning: 0,35 ± 0,05; 0,5 ± 0,05; 0,6 ± 0,05 (fig.). Slike ionebyttere har høyere byttekapasitet, osmotisk og mekanisk stabilitet. Lag av monosfæriske ionebyttere har en lavere hydraulisk motstand, blandede lag av slik kationbytterharpiks og anionbytterharpiks er mye bedre atskilt.

en	b

Ris. Partikkelstørrelsesfordelingskurver for standard ( 1 ) og monosfærisk ( 2 ) ionebyttere ( en) og fotografier av slike ionebyttere ( b)

Objektiv- for å bestemme en av de viktigste fysiske og kjemiske egenskapene til ionebytteren - den totale dynamiske utvekslingskapasiteten (PDEC).

Essensen av arbeid. Den maksimale mengden ioner som en ioneveksler kan absorbere, bestemmer dens totale utvekslingskapasitet. Det tilsvarer konsentrasjonen av ionogene grupper. Kapasiteten uttrykkes som antall millimolekvivalenter av det utvekslede ionet per 1 g tørr (mmol ekv./g) eller 1 ml svullen ionebytter (mmol ekvivalent/ml) ved pH-verdier som tilsvarer dens fulle ionisering. Bestemmelse av kapasiteten til ionebyttere utføres under statiske eller dynamiske forhold (i en ionebytterkolonne).

Kapasiteten til ionebyttere under dynamiske forhold bestemmes fra utgangskurvene konstruert i koordinatene "Konsentrasjon av det utvekslede ion ved utløpet av kolonnen - eluatvolum". De brukes til å finne den fulle dynamiske utvekslingskapasiteten (PDOE) og den dynamiske utvekslingskapasiteten til gjennombrudd (DOE), som viser mengden absorberte ioner til de vises i eluatet (gjennombrudd).

I laboratoriearbeid er det nødvendig å bestemme PDOE for den sterkt sure kationbytteren KU-2 for kobber (II). For å gjøre dette, en løsning av CuSO 4 kontinuerlig passere gjennom en kolonne fylt med KU-2 kationbytter i H + -form, og separate deler av den utstrømmende løsningen samles ( eluere) i målekolber for påfølgende bestemmelse av konsentrasjonen av Cu 2+ i hver av dem.

Når en CuSO 4-løsning føres gjennom ionebytterlaget, fortsetter ionebytterreaksjonen:

2 R–SO 3 H + CuSO 4 Û (R–SO 3) 2 Cu + H 2 SO 4.

I de første porsjonene av eluatet bør Cu 2+ -ioner være fraværende, siden ionebytterlaget gradvis vil bli mettet med disse ionene når løsningen passerer gjennom. Så kommer slip Cu 2+ ioner inn i eluatet, hvoretter Cu 2+ konsentrasjonen ved kolonneutløpet vil øke til den er lik Cu 2+ konsentrasjonen ved kolonneinnløpet, noe som indikerer full metning ionittlag.

Analyse av eluatet for innhold av Cu 2+ ioner utføres fotometrisk. Definisjonen er basert på dannelsen av kobber (II) ammoniakk, som har en intens blå farge:

Cu 2+ + 4NH3 ↔ 2+.

Lysabsorpsjonsmaksimumet til denne forbindelsen tilsvarer λ = 620 nm. Kalibreringskurvemetoden brukes for å finne den ukjente konsentrasjonen.

Utstyr, redskaper, reagenser: kolonne med KU-2 sulfokationitt i hydrogenform; fotoelektrisk kolorimeter; kyvetter ( l= 3 cm); en Mariotte-kolbe for jevn tilførsel av løsningen til kolonnen; briller; målekolber med en kapasitet på 25,0 ml (3 stk.) og 50,0 ml (6 stk.); graderte pipetter; målesylinder med en kapasitet på 25 ml, 0,1 N. standardløsning CuSO 4 ; 3 n. HCl-løsning; reagenser for påvisning av Cu 2+ ; 5 % vandig NH3-løsning; universelt indikatorpapir.

Fullføring av arbeidet

1. Klargjøring av ioneveksleren for arbeid. I arbeidet benyttes en forhåndspreparert kolonne med kationbytter som vekten må avklares med lærer.

Først av alt er det nødvendig å konvertere kationbytteren til hydrogenformen. For å gjøre dette føres 80–100 ml 3N saltsyre gjennom kolonnen. HCl-løsning, kontroller filtratet for innhold av Cu (II). Som analytiske reagenser for påvisning av kobber (II) kan du bruke en løsning av NaOH eller KOH ( det dannes et blått bunnfall Cu (OH) 2), en vandig løsning av NH 3 ( et ammoniumkompleks av kobber (II) er dannet av en intens blå farge) og så videre.

I fravær av Cu(II)-kationer i filtratet, vaskes kationbytteren i kolonnen med destillert vann til nøytral. I denne formen regnes ionebytteren som forberedt for arbeid.

2. Gjennomføre ionebytte under dynamiske forhold. En løsning av CuSO 4 helles i en Mariotte-kolbe festet til toppen av kolonnen. Deretter begynner de å føre den gjennom et lag med kationitt, opprettholde en konstant (~ 1 ml/min) filtreringshastighet og justere den ved utløpet med en skruklemme. Når du utfører arbeid, er det nødvendig å sikre at nivået av løsningen i kolonnen holdes konstant. Filtratet samles i separate porsjoner i målekolber med en kapasitet på 25,0 ml, og i hver av dem bestemmes konsentrasjonen av Cu (II) ( se nedenfor).

Passasjen av CuSO 4-løsningen gjennom kationbytteren stoppes når innholdet av det mettende Cu(II)-ionet i de to siste prøvene forblir konstant.

3. Gjennomføre en analyse.

§ Konstruksjon av en kalibreringsgraf. Alikvoter med standard 0,1 N. CuS04-løsning (1,00; 2,50; 4,00; 5,00; 6,00 ml) plasseres i målekolber med en kapasitet på 50,0 ml, 25 ml 5 % ammoniakkløsning og destillert tilsettes til hver kolbe vann til merket. Tilbered en referanseløsning som inneholder 25 ml ammoniakkløsning i en målekolbe med samme kapasitet.

Mål lysabsorpsjon ( MEN) en av de tilberedte løsningene i en kyvette med en lagtykkelse på 3 cm med alle filtre og i henhold til avhengigheten EN = f(λ) utføre valg av filter.

Mål deretter lysabsorpsjonen til alle referanseløsninger med det valgte lysfilteret. Måleresultatene behandles etter minste kvadraters metode, gjerne ved bruk av PC, og det bygges en kalibreringsgraf i koordinatene EN – FRA mmol ekv./ml.

§ Filtratanalyse. Hver oppsamlet porsjon av eluatet (25,0 ml) ble kvantitativt overført til en målekolbe med en kapasitet på 50,0 ml og fortynnet til merket med 5 % ammoniakkløsning. Lysabsorpsjonen måles i forhold til referanseløsningen og konsentrasjonen av Cu (II) i løsningen finnes fra kalibreringskurven.

Hvis den målte verdien EN≥ 0,6, deretter plasseres en alikvot av denne løsningen (10,0 ml) i en målekolbe med en kapasitet på 50,0 ml, 20 ml av en 5 % NH4OH-løsning tilsettes og fortynnes med destillert vann til merket. Den resulterende løsningen fotometeres. Ved beregning av konsentrasjonen av kobber (II) i hver del av eluatet, er det nødvendig å ta hensyn til fortynningen som er utført.

4. Behandling av mottatte data.

4.1. Beregning av PDOE:

ved den målte verdien av lysabsorpsjon ( MEN) hver av løsningene bestemmer konsentrasjonen av Cu(II)-ioner ved å bruke en kalibreringsgraf;

· i henhold til ekvivalentloven, beregnes konsentrasjonen av Cu(II)-ioner i alle deler av eluatet (25 ml), med hensyn til alle tidligere fortynninger;

Beregn den kjemiske mengden av Cu (II) ioner (mmol ekv.) i det totale volumet savnet løsning i henhold til formelen

hvor V(Cu 2+) = 25 ml - volumet av en del av eluatet; s- antall porsjoner.

Beregn den kjemiske mengden Cu(II)-ioner (mmol ekvivalent) i alle deler av eluatet i henhold til formelen

hvor C i(1/2 Cu 2+) - konsentrasjon av kobber i Jeg-te del av eluatet.

Ved forskjell, finn antall mmol ekvivalenter av Cu (II) absorbert av ionebytteren:

Verdien av den dynamiske utvekslingskapasiteten til ionebytteren (PDOE) beregnes av formelen

I noen tilfeller, etter instruksjon fra læreren, beregnes i tillegg DOE.

4.2. Bygge en utgangskurve. Basert på dataene som er oppnådd, bygges en utgangskurve som plotter volumet av eluat (ml) fra begynnelsen av eksperimentet på abscisseaksen, og konsentrasjonen av kobber (II) i hver del av eluatet (mmol ekv./l ) langs ordinataksen.

Vannmykning utføres ved metoder: termisk, basert på vannoppvarming, destillasjon eller frysing; reagens, hvor Ca (II) og Mg (II) ioner i vann er bundet av forskjellige reagenser til praktisk talt uløselige forbindelser; ionebytte basert på filtrering av myknet vann gjennom spesielle materialer som bytter Na (I) eller H (I) ioner inkludert i deres sammensetning med Ca (II) og Mg (II) ioner inneholdt i vann; dialyse; kombinert, som representerer ulike kombinasjoner av metodene ovenfor.

Det er kjent at den viktigste egenskapen til ferskvann er hardheten. Hardhet er antall milligramekvivalenter kalsium- eller magnesiumioner i 1 liter vann. 1 mg÷eq/l hardhet tilsvarer innholdet av 20,04 mg Ca2+ eller 12,16 mg Mg2+. I henhold til hardhetsgraden er drikkevann delt inn i svært mykt (0–1,5 mg÷eq/l), mykt (1,5–3 mg÷eq/l), middels hardhet (3–6 mg÷eq/l), hard (6–9 mekv/l) ​​og veldig hard (mer enn 9 mekv/l). Vann med en hardhet på 1,6–3,0 mg÷eq/l har de beste smaksegenskapene, og ifølge SanPiN 2.1.4.1116–02 skal fysiologisk komplett vann inneholde hardhetssalter i nivået 1,5–7 mg÷eq/l. Men når vannets hardhet er over 4,5 meq/l, er det en intensiv akkumulering av sediment i vannforsyningssystemet og på rørleggerarbeid, blir driften av husholdningsapparater forstyrret. Vanligvis utføres mykning til en gjenværende hardhet på 1,0–1,5 mg÷eq/l, som tilsvarer utenlandske standarder for drift av husholdningsapparater. Vann med en hardhet under 0,5 mg÷eq/l er etsende for rør og kjeler, det er i stand til å vaske ut avleiringer i rør som samler seg under langvarig stagnasjon av vann i vannforsyningssystemet. Dette fører til utseendet til en ubehagelig lukt og smak av vann.

Vannmykning utføres ved metoder: termisk, basert på vannoppvarming, destillasjon eller frysing; reagens, hvor Ca (II) og Mg (II) ioner i vann er bundet av forskjellige reagenser til praktisk talt uløselige forbindelser; ionebytte basert på filtrering av myknet vann gjennom spesielle materialer som bytter Na (I) eller H (I) ioner inkludert i deres sammensetning med Ca (II) og Mg (II) ioner inneholdt i vann; dialyse; kombinert, som representerer ulike kombinasjoner av metodene ovenfor.

Valget av mykningsmetode bestemmes av vannkvaliteten, nødvendig mykningsdybde og tekniske og økonomiske hensyn presentert i tabellen nedenfor.

Vannmykning ved kationisering er basert på fenomenet ionebytte, hvis essens er evnen til ionebyttermaterialer eller ionebyttere til å absorbere positive ioner fra vann i bytte mot en ekvivalent mengde kationbytterioner. Hver kationbytter har en viss utvekslingskapasitet, uttrykt som antall kationer som kationbytteren kan bytte i løpet av filtersyklusen. Utvekslingskapasiteten til kationveksleren måles i gramekvivalenter av tilbakeholdte kationer per 1 m3 av kationveksleren i oppsvulmet (arbeids)tilstand etter å ha vært i vann, dvs. i den tilstanden hvori kationbytteren er i filtratet. Skille mellom full og fungerende utvekslingskapasitet til kationveksleren. Den totale utvekslingskapasiteten er mengden kalsium- og magnesiumkationer som kan holde 1 m3 av kationveksleren i driftstilstand inntil hardheten til filtratet sammenlignes med hardheten til kildevannet. Arbeidsutvekslingskapasiteten til kationveksleren er mengden Ca + 2 og Mg + 2 kationer som beholder 1 m3 av kationveksleren inntil "gjennombruddet" av hardhetssaltkationer inn i filtratet. Utvekslingskapasiteten, relatert til hele volumet av kationveksleren som er lastet inn i filteret, kalles absorpsjonskapasiteten.

Når vann passerer fra topp til bunn gjennom et lag med kationbytter, mykner det, og ender på en viss dybde. Et lag med kationbytter som myker opp vann kalles et arbeidslag eller mykningssone. Ved ytterligere vannfiltrering tømmes de øvre lagene i kationveksleren og mister utvekslingskapasiteten. De nedre lagene av kationbytteren går inn i ionebytte og mykningssonen synker gradvis. Etter en tid observeres tre soner: fungerende, utarmet og fersk kationbytter. Hardheten til filtratet vil være konstant inntil den nedre grensen til mykningssonen faller sammen med det nedre laget av kationbytteren. I kombinasjonsøyeblikket begynner "lekkasjen" av Ca + 2 og Mg + 2 kationer og en økning i gjenværende hardhet til den blir lik hardheten til det opprinnelige vannet, noe som indikerer fullstendig uttømming av kationbytteren. Arbeidsutvekslingskapasiteten til filteret Ep g÷eq / m3 kan uttrykkes som følger: Ep = Qzhi; Ep = ep Vk.

Volumet av kationitten lastet inn i filteret i oppsvulmet tilstand Vk = ahk.

Formelen for å bestemme arbeidsutvekslingskapasiteten til kationveksleren, g÷eq / m3: ep = Qzhi /ahk; der Zhi er hardheten til kildevannet, g÷eq / m3; Q - mengde myknet vann, m3; a er arealet av kationittfilteret, m2; hk er høyden på kationbytterlaget, m.

Angir vannfiltreringshastigheten i kationittfilteret vk, mengden myknet vann kan finnes ved formelen: Q = vk aTk = erahk / Zhi; hvorfra varigheten av driften av kationittfilteret (interregenerasjonsperiode) er funnet ved formelen: Tk = erhk / vk Zhi.

Etter at kationbytterens arbeidsutvekslingskapasitet er uttømt, utsettes den for regenerering, dvs. gjenoppretting av utvekslingskapasiteten til en utarmet ionebytter ved å føre en løsning av vanlig salt.

I teknologien for vannmykning er ionebytterharpikser mye brukt, som er spesielt syntetiserte polymere vannuløselige stoffer som inneholder sure ionogene grupper -SO3Na (sterkt sure kationbyttere). Ionebytterharpikser er delt inn i heteroporøse, makroporøse og isoporøse. Heteroporøse harpikser basert på divinylbenzen er karakterisert ved en heterogen natur av gelstrukturen og små porestørrelser. Makroporøse har en svampaktig struktur og porer over en molekylstørrelse. Isoporøse har en homogen struktur og er fullstendig sammensatt av harpiks, så deres utvekslingskapasitet er høyere enn tidligere harpikser. Kvaliteten på kationbyttere er preget av deres fysiske egenskaper, kjemisk og termisk stabilitet, arbeidsutvekslingskapasitet osv. De fysiske egenskapene til kationbyttere avhenger av deres fraksjonssammensetning, mekaniske styrke og bulkdensitet (svelling). Fraksjonert (eller korn) sammensetning karakteriserer de operasjonelle egenskapene til kationbyttere. Det bestemmes ved siktanalyse. Dette tar hensyn til gjennomsnittlig kornstørrelse, graden av jevnhet og antall støvpartikler som er uegnet for bruk.

Den finkornede kationbytteren, med en mer utviklet overflate, har noe høyere byttekapasitet enn den grovkornede. Men med en reduksjon i kornene til kationitten øker den hydrauliske motstanden og forbruket av elektrisitet for filtrering av vann. Basert på disse betraktningene tas de optimale kornstørrelsene til kationitten innenfor området 0,3 ... 1,5 mm. Det anbefales å bruke kationbyttere med en heterogenitetskoeffisient Kn = 2.

Vi presenterer egenskapene til noen kationbyttere. Blant de sterke sure kationbyttere i innenlandsk produksjon, godkjent for bruk i husholdnings- og drikkevannsforsyning, kan man skille ut KU-2–8chS. Det oppnås ved sulfonering av en granulær styrenkopolymer med 8% divinylbenzen. KU–2–8chS ligner i struktur og egenskaper på følgende fremmede sulfoniske kationbyttere med høy renhet: Amberlite IRN-77 (USA), Zerolite 325 NG (England), Dowex HCR-S-H (USA), Duolight ARC-351 ( Frankrike), Wofatitu RH (Tyskland). I utseende - sfæriske korn fra gul til brun, 0,4–1,25 mm i størrelse, spesifikt volum ikke mer enn 2,7 cm3 / g. Full statisk utvekslingskapasitet er ikke mindre enn 1,8 g÷eq/l, min, dynamisk utvekslingskapasitet med full regenerering er ikke mindre enn 1,6 g÷eq/l.

For tiden er sterkt sure kationbyttere fra Purolight: C100, C100E, C120E (analoger av husholdningsharpikser KU-2-8, KU-2-8chS) mye brukt. Det brukes en ionebytterharpiks fra Purolight C100E Ag-selskapet (byttekapasitet 1,9 g÷eq/l, bulkvekt 800–840 g/l), som er en sølvholdig kationbytter for vannmykning, som har en bakteriedrepende effekt . Det er en innenlandsk analog av KU-23S - en makroporøs bakteriedrepende kationbytterharpiks (statisk utvekslingskapasitet 1,25 g÷eq/l, bulktetthet 830–930 g/l).

Den brukes til oppmykning av drikkevann både i industrien og i hverdagen Cationite Purofine C100EF - den har en rekke fordeler sammenlignet med konvensjonelle harpikser for vannmykning. Den har mye større arbeidskapasitet ved normale strømningshastigheter, økt arbeidskapasitet ved høye strømningshastigheter, med varierende og intermitterende strømning. Minste totale utvekslingskapasitet er 2,0 g-ekv/l. En egenskap ved C100EF kationbytteren er at den krever et mindre volum og mengde regenereringsmiddel (NaCl).

Sterkt sur kationbytterharpiks IONAC/C 249 brukes til å myke vann til husholdnings- og kommunalt bruk. Utvekslingskapasitet 1,9 g÷eq/l.

Vannmykning ved hjelp av natrium-kationitt-metoden på de angitte harpiksene (vannhardheten reduseres med enkelt-trinns natrium-kationisering til 0,05 ... 0,1, med to-trinns - opptil 0,01 mg÷eq / l) beskrives ved følgende utveksling reaksjoner:
(se trykt versjon)

Etter utarming av arbeidsutvekslingskapasiteten til kationveksleren, mister den sin evne til å myke opp vann og må regenereres. Prosessen med å myke vann på kationittfiltre består av følgende påfølgende operasjoner: filtrering av vann gjennom et lag av kationitt til maksimal tillatt hardhet i filtratet er nådd (filtreringshastighet i området 10...25 m/t); løsning av kationbytterlaget ved en oppadgående strøm av myknet vann, brukt regenereringsvann eller vaskevann (strømningshastighet 3...4 l/(cm2); nedstigning av vannputen for å unngå fortynning av den regenererende løsningen; regenerering av kationet veksler ved å filtrere den tilsvarende løsningen (filtreringshastighet 8...10 Det tar vanligvis ca. 2 timer for regenerering, hvorav 10...15 for å løsne, 25...40 for å filtrere regenereringsløsningen, og 30...60 for vask.

Regenereringsprosessen beskrives ved reaksjonen:
(se trykt versjon)

I praksis er de begrenset til en enkelt pass salt når hardheten til myknet vann er opptil 0,20 mg÷eq/l eller to ganger - ved en hardhet under 0,05 mg÷eq/l.

C.O.K. #10 | 2002
Kategori: VVS OG VANNFORSYNING
Lavrushina Yu.A., Ph.D., leder for det uavhengige akkrediterte testlaboratoriet for analyse

På forhånd takk for ditt svar.

C100E er en geltype sterk sur kationbytterharpiks med høy byttekapasitet, kjemisk og fysisk stabilitet og utmerket ytelse. C100E holder effektivt på suspenderte partikler, og fjerner også, i sur (H+) form, jern- og manganioner.

Den høye utvekslingskapasiteten gjør det mulig å oppnå vann med en total hardhet i størrelsesorden 0,05 meq/l, og den utmerkede ionebytterkinetikken gjør det mulig å oppnå høye strømningshastigheter. Ved bruk av C100E overstiger slipp av ioner som forårsaker vannhardhet under normale driftsforhold, som regel ikke 1 % av den totale hardheten til kildevannet. I dette tilfellet endres utvekslingskapasiteten til harpiksen praktisk talt ikke, forutsatt at andelen av monovalente ioner ikke overstiger 25%.

C100E er uløselig i sure og alkaliske løsninger og i alle vanlige organiske løsemidler. Tilstedeværelsen av gjenværende oksidasjonsmidler (som fritt klor eller hypoklorittioner) i vannet kan redusere den mekaniske styrken til kationbytterharpikspartiklene. C100E er termisk stabil opp til en temperatur på 150°C, men ved høye temperaturer reduseres utvekslingskapasiteten til kationbytterharpiksen i syreform (H+).

Spesifikasjoner

Fysiske egenskaper
	gjennomsiktige sfæriske partikler med gulaktig farge
Leveringsskjema
Bulkvekt, g/cm3
Egenvekt, g/cm3
Ensartethetskoeffisient
Granulatstørrelse, mm (masker)
Utvekslingskapasitet, g-eq/l
Hevelse Na + → H + , maks, %
Hevelse Ca 2+ → Na + , maks, %
Søknadsbetingelser
	6 - 10 (Na-form)
Maksimal driftstemperatur, °C
Laghøyde, cm (in)
Driftsstrømningshastighet, harpiksvolum/time
Lagutvidelse i tilbakespylingsmodus, %
Konsentrasjon av NaCl-løsning, %
Saltforbruk til regenerering, gr. NaCl/l harpiks

EN KORT BESKRIVELSE AV
ledig plass over nedlasting - 50 %
kornstørrelse 0,6 mm opp til 90 %
Bulkvekt 820gr/l
Vanninnhold (fuktighet) 42-48 %
Total kapasitet opp til 2 g ekv/l
driftstemperatur fra 4 - 120 0 C
vann pH 0 - 14
overgang av Na-ioner til H - 8 %
laghøyde fra 0,8 - 2m
servicehastighet fra 5 - 40m/t
spesifikk tjenestehastighet 20oz/time
tilbakespylingshastighet ved 20 C fra 10 - 12m/t
volum vann for tilbakespyling med en ny mengde 20oz
tilbakespylingsvannvolum 4oz
volum vann for langsom vask av salt 4oz
saltforbruk under regenerering per 1 liter belastning - 150g
gjenværende hardhet - 0,5 mg ekv./l
spesifikt trykktap i kPa m 2 lastehøyde - 1
trykktap på 11mbar ved 4°C per 1m lastehøyde
regenereringshastighet - 5m/t
hastighet ved vask av salt med vann - 5m/t

BRUKSBETINGELSER
mangel på oksidert jern (Fe 3+) i vann
mangel på oppløst oksygen i vann
mangel på organisk materiale i vann
fravær av oksidasjonsmidler i vannet
etter mykgjøring av natrium vil total alkalitet og tørre rester øke.
sterke oksidasjonsmidler som salpetersyre kan forårsake voldsomme reaksjoner
suspenderte faste stoffer i kildevann opp til 8 mg/l
farge på kildevann opp til 30 0 C
turbiditet av kildevann opp til 6 mg/l
total hardhet av kildevann opp til 15 mg ekv./l

Nedenfor er metodene for å beregne utvekslingskapasiteten og andre parametere til kationbytteren.

Arbeidsutvekslingskapasiteten til kationitten E f g÷eq / m3, kan uttrykkes med følgende formel:

E f \u003d Q x B; Ep = ep x Vk.

Volumet av kationitten som er lastet inn i filteret i oppsvulmet tilstand, uttrykkes med formelen:

Formelen for å bestemme arbeidsutvekslingskapasiteten til kationveksleren ep, g÷eq / m 3:

ep \u003d Q x B / S x h;

hvor W er hardheten til kildevannet, g÷eq/m3; Q - mengden myknet vann, m 2; S er arealet av kationittfilteret, m 2 ; h er høyden på kationittlaget, m.

Ved å angi bevegelseshastigheten til vannet i kationveksleren som v k, kan mengden myknet vann Q finnes ved å bruke følgende formel:

Q \u003d v k x S x Tk \u003d ep x S x h / B;

hvorfra det er mulig å beregne varigheten av driften av kationittfilteret Tk:

Tk = ep x h/v k x W.

Det er også mulig å beregne utvekslingskapasiteten til kationveksleren ved å bruke korrelerende grafer.

Basert på omtrentlige praktiske data vil filteret ditt ikke kunne rengjøre mer enn 1500 liter. vann. For mer nøyaktige beregninger må du vite mengden (volum) harpiks i filteret og arbeidsutvekslingskapasiteten til harpiksen (for kationbytterharpikser varierer arbeidskapasiteten fra 600 til 1500 meq/l). Når du kjenner disse dataene, kan du enkelt beregne den nøyaktige mengden myknet vann i henhold til formlene dine.