水処理システムにおけるイオン交換樹脂の応用

イオン交換樹脂イオン交換樹脂は、官能基、網目構造、不溶性を有する高分子化合物です。通常は球状の粒子です。イオン交換樹脂の正式名称は、分類名、骨格名、基本名で構成されています。現在、イオン交換樹脂は、水処理、化学工業、冶金、食品、皮革製造、超高純度医薬品など、多くの分野で広く利用されています。

イオン交換器の水質分類

イオン交換樹脂は、そのマトリックスの種類によってスチレン系樹脂とアクリル系樹脂に分けられます。樹脂に含まれる化学活性基の種類によって、樹脂の主な特性と種類が決まります。まず、カチオン系樹脂とアニオン系樹脂の2種類に分けられ、それぞれ溶液中の陽イオンと陰イオンとイオン交換を行います。カチオン系樹脂は強酸性と弱酸性に、アニオン系樹脂は強アルカリ性と弱アルカリ性に分けられます。

水処理産業におけるイオン交換樹脂の応用

水処理産業はイオン交換樹脂の応用分野として最も古く、需要は非常に大きく、イオン交換樹脂生産量の約90%を占めています。浄水処理においては、イオン交換樹脂は軟水化、淡水化、軟水、純水、超純水の製造に用いられます。廃水処理においては、主にイオン交換樹脂中の交換性イオンと廃水中の重金属イオンを相互に交換することで、廃水中の重金属濃度を低減し、深層浄化を実現します。

イオン交換樹脂の廃水処理への応用：陽イオン交換樹脂は、高い処理効率と廃水処理における多種金属のリサイクルを実現する能力などの利点があります。例えば、特定のキレート樹脂と特定の重金属イオンの特性は、キレート樹脂の特殊な官能基の特性を利用して重金属イオンと錯体を形成し、重金属イオンのリサイクルと深部除去を実現します。特に、ニッケルイオンおよびニッケル錯体（クエン酸、酢酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、グリコール酸など、および亜鉛ニッケル合金ニッケルアンモニウム錯体など）の処理において強力な錯体形成および応用上の利点があり、酸性環境におけるニッケルの直接吸着に適しています。

イオン交換樹脂の軟水化への応用：軟化フィルターの構成と機能。全自動軟水処理装置は、主に樹脂タンク、全自動多方弁、塩箱の3つの部分で構成されています。樹脂タンクにはイオン交換樹脂が充填されており、水中のカルシウムイオンとマグネシウムイオンを吸着します。多方弁は軟水処理装置の制御装置であり、制御システムは運転、再生、洗浄、汚水排出、塩箱への水補給という一連のサイクルを自動的に完了します。塩箱は、樹脂再生時に使用する塩を貯蔵するために使用されます。