交联的作用（xl）

DVB（交联）的一个水平树脂具有确定的密封性树脂。较高的交联树脂具有较低的水分含量，这意味着更多的塑料和更高的容量。可以把xl看作是一个拥有更大房屋的社区，更多的人拥有更窄的街道 - 它可能更难以出行。

使用用于软化的凝胶树脂，标准树脂的DVB水平为8％。这具有良好的动力学（即使在寒冷的水）和体面性，以氧化（氯气伤害）。减少XL百分之六提供出色的动力学冷水适度流动，充分软化 效率，更容易铁去除的再生，但没有太大的阻力，以氧化的氯气。所述树脂在高温下会稍微软化和变形，导致更高的压降和珠子破损。它们适用于大多数井水应用，但对氯化城市供应来说不太好。

结块至10％xl，树脂在较温暖的水（> 80°F）中的容量会提高约10％，但在冷水系统（<40°F）时会出现更高的泄漏。较高的xl 树脂对于住宅应用具有优异的抗氧 化性，并且在结合较温暖的水和较高的氯的区域中变得更加普遍或氯胺。宏观树脂代表x1的最终值，并且可以高达20％DVB。这些树脂专为高温应用（~250°F +）和高氧化环境而设计。中等范围的DVB（15-16％）代表了对于高氯的住宅或商业应用（~150°F）可能遇到的极端条件的良好折衷。图1显示了凝胶树脂的交联水平与所得水分和总容量之间的关系。由于残留的自由水分可以隐藏在孔结构中，因此难以测量大分子树脂的水分含量。

因为较高的x1意味着在给定的珠粒内更多的塑料和更少的水，这解释了为什么该珠粒的体积（湿）容量更高。然而，如前所述，由于珠密封性增加，这种树脂的动力学受到影响。考虑到树脂动力学的操作能力实际上可能在不正确使用时对于更高x1的树脂而言更低。高xl树脂经常被忽视的是它们还具有更高的电荷密度，因此具有更高的选择性; 换句话说，对某些污染物具有更强的吸引力（见图2）。

在图2中，氢（H +）的选择性等于1.00的值，以显示随着x1增加其他离子的选择性的相对增加。知道以H +形式操作是很好的。但是当你使用树脂的盐（Na +）形式去除重金属时会发生什么？请注意，选择性钠随着很好。因此，除非重金属的选择性以与钠相同或更高的速率增加，否则看起来xl越低越好。

我们来做数学。对于铅（Pb ++），当我们从4％到8％到16％时，选择性比（选择性Pb ++ /选择性Na +）从4.14到5.03到7.60。似乎铅的选择性随着DVB水平的增加而增加。对于铜，比率从2.08到1.95到1.88。看起来使用较低的xl 树脂可以更好地去除铜。比较铜（Cu ++）与钾（K +），比率从1.45降至1.32至0.99。这告诉我们不要使用KCl作为去除铜的再生剂。增加树脂的xl将全面提高其选择性，但您必须选择运行哪种形式的树脂。在铜与钾的情况下，较高的xl实例实际上显示出对钾的轻微选择性偏好。

如何定义交联级别？

树脂交联通常被称为其标称交联水平。该参考文献暗示实际水平在某种程度上而不是精确水平。但10％DVB究竟意味着什么呢？这意味着在理论化学的理想世界中，骨架中的每十个苯乙烯单元都是DVB，均匀间隔，完美有序和分布。那是教科书版本。一些制造商将加入批次的DVB量定义为苯乙烯单体百分比的10％交叉链接; 即，每100磅苯乙烯10磅DVB。由William Bornak撰写的教科书说不; 它是DVB与总单体的比例或每90磅苯乙烯10磅DVB。最终权威，Friedrich Helfferich博士（离子交换，p。35）说不; 摩尔百分比（意味着分子的十分之一）是DVB。由于DVB在MW = 104时的MW相对于苯乙烯为134，这意味着每1,070份总单体中有134份DVB。算一算，这三个定义计算为9.1％，10％和12.5％。这三种树脂的相应保湿性约为46％，43％和39％。为什么制造商会使用较低的交叉链接级别？在每个制造工厂中可能存在关于使得DVB级别变化所必需的工艺条件的特性。这可能是由于热交换限制，搅拌速度，批量大小等。然而，DVB的成本是苯乙烯的4.5倍，这也是一个方面。

如何容量相对于粒径的的树脂？

可以理解的是，更大，更均匀的珠子将在它们之间具有更大的空间，并且与更细的网状树脂相比对压降的贡献更小。如果不同尺寸的树脂具有相同的x1水平，它们将具有相同的水分含量和相同的湿和干（总）容量。那么为什么细网状树脂被吹捧为具有更高的容量？答案是动力学。由于操作容量 a的树脂是基于使用条件，动力学开始发挥作用。已经显示（1）较大的珠子在使用中反应较慢并且在再生中反应较慢。反应速度慢意味着动力学降低。如图3所示。

图3显示了珠粒尺寸对动力学的影响。如果您使用常规尺寸的分布树脂并将其分成两半以制成更粗糙的等级和更精细的等级，则较粗的等级（+ 16-25目）将比较细的网格（+ + ）显示低约20％的操作容量。 25-50目）部分。在+ 16-50目的典型高斯分布中，平均珠粒尺寸为约600μ（微米）。最大的珠子是1,200μ（两倍大），最小的珠子是300μ（两倍小）。这些珠子的相对动力学比例是多少？在2000年提出的论文（1）中，显示了动力学树脂的反应速率随直径比的平方而变化。换句话说，如果它是两倍大，那就慢四倍。在1,200至300米的极端扩散的情况下，该比率为4，并且动力学差异为16.位于床底部并且在下流再生中看到最弱盐水的较大珠子再生比16倍慢。床的顶部，也看到最强的盐水。必须通过增加盐水水平，增加盐水时间或切换到上流再生来考虑这一点。低盐水设置会伤害你。冷水会杀了你。

随着树脂的老化

树脂以多种方式老化。由于活性位点的降解，一些会失去容量。（2）对于I型SBA树脂尤其如此 - 它们只是分解。一些将经历部分分解，例如将季胺转化为叔胺（从而将强碱基位点转化为弱碱基位点）。这种情况发生在II型SBA树脂上。请注意，对于II型，总容量可能不会有太大变化，但盐分裂能力较低。这使得Type IIs成为通用DI浮子的理想选择。初始容量较高II型是另一个原因。SAC树脂随着时间的推移非常稳定，并且不会损失太多的容量（基于干克）。

然而，所有树脂都经历氧化，这有效地降低了交联水平并使珠粒随时间膨胀。溶胀的珠子较弱并且受到较高水平的破损。随后在反洗期间将破碎的珠子洗出到柱子中。这种树脂损失可能不明显，因为较低的x1水平允许树脂溶胀。即使该列已失去其功能量的20％，该列也可能显示为已满。

第三种降解方法来自渗透压休克。当树脂再生时，它们会收缩并膨胀。这就像前后弯曲谚语纸夹一样。反复弯曲时，一些珠子会破裂并被冲洗掉。如果树脂经受机械剪切并且从一个容器反复转移到另一个容器，或者天堂禁止，来回泵送树脂，也可能发生机械破裂。离心泵是树脂研磨机。您可以使用带有凹进式叶轮或隔膜泵的泵来移动树脂，但最好的方法是液压或带喷射器。

树脂降解的最终方法是结垢。没有经过特殊努力，未完全再生的树脂会吸收污染物。最终，他们将建立并阻止离子 - 交换场地。对于SAC树脂，常见的是铁，钡或铝。SAC通常不会像SBA树脂那样被有机污染。SBA树脂可以成为硬度上运行时-fouled 硬水。这是含有高硫酸盐或碳酸盐的水中不完全再生的结果。如果在使用温碱的 DI系统中未正确再生，它们可能会被二氧化硅污染。SBA树脂是良好的有机清除剂，可以与天然有机物如单宁有机污染。这些是大分子，从树脂上洗脱很慢。有特定的补救措施（3）来清洁这些树脂并恢复本文未涉及的容量。

树脂磨损了吗？

对SAC的最大威胁软化树脂是氧化的氯或氯胺。作为8％树脂的一般经验法则，数字10除以以ppm计的氯 残留量将预测预期寿命。实施例： 1.5 ppm的氯：10 / 1.5 =6.67年。在相同条件下，10％树脂可能会持续10 - 12年。注意：加热水（~140°F）的寿命会更短。原水中铁或铜的存在可以催化树脂的脱交速率 并切割生活在一半或一半以上。（2）I看到的新铜管道小软化剂和用于软化加热的水溶胀在六个月的时间以至于以阻挡流动的水通过该系统。这是宏观树脂的良好应用。

我们已经说了很多关于更高xl树脂的好处，但是当树脂老化并开始解压时会发生什么？湿度增加，尺寸增加，珠开始断裂，电荷密度减小，泄漏上升，容量下来，重量密度降低（树脂被更容易地回洗出），其软化，压力降的上升，多珠断裂，更盐是由于树脂损失需要保持容量。最终，用于再生的盐的额外成本超过了重新铺设系统的成本。我们可以预测这个滑坡的位置吗？是。一个简单的残留水分测试可以很好地指示剩余的xl的程度（见图4）。

从含有47％水分的新型8％SAC 软化 树脂开始，按照右边的红色曲线。随着残留 xl降低至约6％，水分增加至54％，剩余使用寿命为4 - 5年。当水分达到60％时，有效x1降至约4％，剩余寿命为2 - 3年。是树脂依然表现？是的，但它正在挣扎。图5显示了树脂的物理性质。

让我们来看看以红色勾勒出的九年标志。该树脂的水分高达57.1％的。总容量下降超过21％。从图6中可以看出，运行能力从19.4千克/立方英尺下降到16.8，下降了13.4％。如果这种软化剂每天用8磅盐 /立方英尺进行再生，那么现在每年需要额外增加391磅盐。以0.15美元/磅的名义成本，这意味着每立方英尺的树脂将额外花费58.65美元/年来运营。这可能不仅仅是新树脂的成本，而是其他方面的性能下降（见图6）。

不仅容量下降，而且平均泄漏量已经超过1 gpg。珠子强度大约是原始值的一半，压力下降开始逐渐增加。注意：珠子强度大约为125克/珠，你通常可以在手指之间碾碎珠子 - 不容易，但可以做到。这表明树脂含水量超过60％，接近其使用寿命。这是一项现场测试，可以节省大量的猜测，时间和金钱。

树脂能持续多久？

树脂的寿命没有任何意义，它完全停止工作。失败是渐进的，并且在相当长的一段时间内......甚至几年。DI服务中的SBA树脂有效期为4 - 6年。的再生剂比更昂贵的盐这样的容量损失在底行示出了在较早时间。该树脂将继续为另一个4 - 6年，但在成本增加和性能的损失进行。盐 -regenerated SBA（如铀和/或硝酸根还原）能够容易地进行良好 8 - 10年在正常服务。定期清洗用柠檬酸酸以除去硬度 规模将延长使用寿命。

DI工艺中的SAC树脂应该为两床使用提供6 - 8年的服务，对于混床应用提供5-6年的服务。由于失去阴离子功能而不是阳离子，混合床抛光机可能仅提供3 - 4年的使用寿命。用于商业软化的SAC树脂，其泄漏耐受性极小，应该可以提供6 - 10年的使用寿命，如果氯含量不超过1 ppm且铁不是问题，住宅应用应该能够在12 - 15年内表现良好。

结论

随着树脂的老化，它们会拉开拉链并失去拉链。它们运行成本更高，产量更低，质量更低。像老员工一样，有时间说再见。我们已经展示了一个简单的测试，可以帮助预测何时应该更换树脂。不是每个人每天都在重生。不是每个人只需支付0.15美元/磅盐。结果是逐个站点和逐个案例。但如果你能用手指挤压树脂，就应该更换它了。