ความจุปริมาตรของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน การจำแนกประเภทของเรซินแลกเปลี่ยนไอออน

น้ำอ่อนตัว- กระบวนการที่มุ่งกำจัดแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนบวกออกจากมันเช่น ลดความแข็งแกร่งของมัน

ตามที่ต้องการโดยความแข็งของ SANPiN น้ำดื่มไม่ควรเกิน 7 mEq/l และน้ำที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการทำให้อ่อนตัวลงอย่างล้ำลึก เช่น สูงถึง 0.05...0.01 mEq/l ความกระด้างของน้ำที่ใช้ป้อนหม้อต้มแบบดรัมของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนไม่ควรเกิน 0.005 mEq/l หรือ 5 mcg-eq/l

การลดความเข้มข้นรวมของแคตไอออนและแอนไอออนของ Mg(II), Ca(II) ซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการ พวกมันสามารถก่อตัวเป็นตะกอนที่ไม่ละลายน้ำหนาแน่นบนผนังของท่อและอุปกรณ์ ซึ่งเกิดขึ้นในระบบบำบัดน้ำและบำบัดน้ำโดยใช้วิธีการต่างๆ ทางเลือกที่กำหนดโดยคุณภาพของแหล่งน้ำ ข้อกำหนดในการทำให้บริสุทธิ์ และข้อพิจารณาทางเทคนิคและเศรษฐกิจ

วิธีการแลกเปลี่ยนไอออน

ที่แกนกลาง วิธีนี้ความสามารถของวัสดุบางชนิด (ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกและเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน) ในการดูดซับไอออน (ไอออนบวกและแอนไอออน) จากน้ำเพื่อแลกกับปริมาณไอออนที่เท่ากัน (ไอออนบวกและแอนไอออน)

กระบวนการแคตไอออนไนซ์เป็นกระบวนการที่มีการแลกเปลี่ยนแคตไอออน ในการบำบัดน้ำระหว่างการทำให้อ่อนตัว - ด้วยตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกสำหรับไอออน Ca 2+ และ Mg 2+ จากน้ำ

กระบวนการสร้างประจุลบ - ตามลำดับ โดยมีประจุลบ โดยส่วนใหญ่อยู่ระหว่างการแยกเกลือและการแยกเกลือออกลึก

การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็ก

แนะนำให้ใช้การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กในกรณีที่มีความกระด้างของแคลเซียมคาร์บอเนตสูง

เมื่อน้ำไหลผ่านสนามแม่เหล็ก จุดศูนย์กลางการตกผลึกจะก่อตัวขึ้น ซึ่งจะขยายใหญ่ขึ้นและตกลงไปเป็นตะกอนที่ไม่เกาะติด ซึ่งจะถูกกำจัดออกไปในระหว่างการเป่า เหล่านั้น. การตกตะกอนไม่ได้เกิดขึ้นบนผนังของพื้นผิวทำความร้อน แต่เกิดขึ้นที่ปริมาตรน้ำ

ผลการป้องกันตะกรันได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของน้ำ ความเร็วของการเคลื่อนที่ของของเหลวผ่านแม่เหล็ก สายไฟ, ความเครียด สนามแม่เหล็กและระยะเวลาที่น้ำอยู่ในนั้น

เงื่อนไขในการบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กที่ประสบความสำเร็จจะต้องมีแคลเซียมคาร์บอเนตและซัลเฟตในปริมาณสูงและความเข้มข้นของคาร์บอนออกไซด์อิสระ IV จะต้องน้อยกว่าสมดุล สิ่งเจือปนของเหล็กออกไซด์และอื่นๆ ที่มีอยู่ในน้ำยังช่วยเพิ่มผลในการป้องกันตะกรันอีกด้วย

อุปกรณ์บำบัดน้ำแบบแม่เหล็กทำงานโดยใช้แม่เหล็กถาวรและแม่เหล็กไฟฟ้า ข้อเสียของอุปกรณ์ด้วย แม่เหล็กถาวรคือต้องทำความสะอาดสิ่งเจือปนที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นครั้งคราว แม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกทำความสะอาดจากเหล็กออกไซด์โดยการตัดการเชื่อมต่อออกจากเครือข่าย

ความเร็วของน้ำในสนามแม่เหล็กระหว่างการประมวลผลไม่ควรเกิน 1 m/s เพื่อเพิ่มปริมาตรน้ำที่ผ่านการบำบัดต่อหน่วยเวลา จะใช้อุปกรณ์ที่มีการประมวลผลแม่เหล็กแบบชั้นต่อชั้น

วิธีการประมวลผลแบบแม่เหล็กพบการใช้งานในเครือข่ายการให้ความร้อนจากการจ่ายน้ำร้อน ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน และในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

การเลือกวิธีนี้ในการแก้ปัญหาการทำให้น้ำอ่อนควรขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพในการทำน้ำให้บริสุทธิ์เป็นหลัก คุณภาพนี้– ใช้เป็นหลัก ขั้นตอนต่อไป หรือเพิ่มเติม

รีเวอร์สออสโมซิส

ใน เวลาที่กำหนดที่สุด แพร่หลายในการบำบัดน้ำ ผมได้วิธีรีเวิร์สออสโมซิส

สาระสำคัญของวิธีการนี้คือภายใต้แรงดันสูงตั้งแต่ 10 ถึง 25 บรรยากาศน้ำจะถูกส่งไปยังเมมเบรน เมมเบรนเป็นวัสดุคัดเลือกที่เกี่ยวข้องกับสิ่งเจือปนที่ไหลผ่าน ช่วยให้โมเลกุลของน้ำไหลผ่านได้ และไม่อนุญาตให้ไอออนที่ละลายในน้ำไหลผ่านได้

ดังนั้นที่เอาต์พุตหลังจากติดตั้งรีเวิร์สออสโมซิสเราจะได้สองโฟลว์ - โฟลว์แรก น้ำสะอาดผ่านเมมเบรนที่เรียกว่าเพอร์มีเอตและกระแสที่สอง - น้ำที่มีสิ่งสกปรกซึ่งไม่ผ่านเมมเบรนเรียกว่าสมาธิ

สารซึมผ่านจะถูกส่งไปยังผู้บริโภคและคิดเป็น 50 ถึง 80% ของปริมาตรน้ำที่จ่าย ปริมาณขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเมมเบรนและสภาพของเมมเบรน คุณภาพของแหล่งน้ำ และ ผลลัพธ์ที่ต้องการทำความสะอาด ส่วนใหญ่มักจะเป็นประมาณ 70%

เข้มข้นตามลำดับจาก 50 ถึง 20%

เมื่อภาระบนเมมเบรนเพิ่มขึ้นเช่น เพิ่มขึ้น เปอร์เซ็นต์ระหว่างน้ำที่ไหลผ่านและน้ำที่มีสิ่งเจือปน การเลือกของเมมเบรนจะลดลงและถึงค่าต่ำสุดในกรณีที่ไม่มีสมาธิ เช่น เมื่อน้ำทั้งหมดที่จ่ายให้กับระบบรีเวอร์สออสโมซิสไหลผ่านเมมเบรน

เยื่อกรองรีเวิร์สออสโมซิสทำจากวัสดุโพลีเมอร์คอมโพสิตที่มีโครงสร้างพิเศษช่วยให้ แรงกดดันสูงปล่อยให้น้ำไหลผ่านและไม่อนุญาตให้ไอออนที่ละลายและสิ่งสกปรกอื่น ๆ ไหลผ่าน เมื่อภาระบนเมมเบรนเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานจะลดลง และเมื่อถึงพารามิเตอร์ที่สำคัญ ซึ่งของเหลวที่ปล่อยออกมาพร้อมสิ่งเจือปนจะผ่านเมมเบรนอย่างสมบูรณ์ ของเหลวนั้นจะถูกทำลาย อายุการใช้งานเฉลี่ยของเมมเบรนคือ 5 ปี

เมื่อเวลาผ่านไป พื้นผิวของเมมเบรนอาจรกไปด้วยจุลินทรีย์และถูกปกคลุมไปด้วยชั้นของสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดี ในการทำความสะอาดเยื่อรีเวิร์สออสโมซิส จะใช้สารละลายกรดและด่างพร้อมเติมไบโอไซด์

เมื่อทำการล้างรีเวิร์สออสโมซิส เราต้องไม่ลืมว่าเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ไม่ใช่ตัวกรอง ควรทำการชะล้างในทิศทางการเคลื่อนที่ของของเหลวเท่านั้น สารละลายน้ำไหลย้อนกลับจะทำให้เมมเบรนเสียหาย

วิธีการรีเอเจนต์ในการบำบัดน้ำ

วิธีการบำบัดน้ำด้วยรีเอเจนต์ทำหน้าที่หลักในการทำให้น้ำอ่อนตัวลงในระดับตื้นโดยการเติมรีเอเจนต์และเปลี่ยนเกลือที่มีความกระด้างให้เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดีด้วยการตกตะกอนในภายหลัง

มะนาว โซดา โซดาไฟ ฯลฯ ถูกนำมาใช้เป็นรีเอเจนต์ ช่วงเวลาปัจจุบันใช้ในไม่กี่แห่ง แต่สำหรับ ความเข้าใจร่วมกันกระบวนการแปลงเป็นสารประกอบแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายได้ไม่ดีและการตกตะกอนเพิ่มเติมลองพิจารณาดู

การลดขนาดด้วยการปูนขาว

วิธีนี้ใช้ได้กับน้ำที่มีความกระด้างของคาร์บอเนตสูงและไม่มีคาร์บอเนตต่ำ

เมื่อเติมนมมะนาว ค่า pH ของน้ำจะเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนไดออกไซด์และไอออนไบคาร์บอเนตที่ละลายไปเป็นไอออนคาร์บอเนต:
CO 2 + OH - = CO 3 2- + H 2 O,
HCO 3- + OH - = CO 3 2- + H 2 O

เมื่อน้ำอิ่มตัวด้วยคาร์บอเนตไอออน แคลเซียมจะตกตะกอน:
Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓

นอกจากนี้ เมื่อค่า pH เพิ่มขึ้น แมกนีเซียมก็จะตกตะกอนด้วย:
มก. 2+ + OH - = มก.(OH) 2 ↓

หากความกระด้างของคาร์บอเนตส่วนเกินไม่มีนัยสำคัญ โซดาจะถูกเติมพร้อมกับมะนาว ซึ่งการมีอยู่จะช่วยลดความแข็งที่ไม่ใช่คาร์บอเนต:

CaSO 4 + นา 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + นา 2 SO 4

เพื่อการตกตะกอนแมกนีเซียมและแคลเซียมไอออนบวกที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น แนะนำให้อุ่นน้ำที่อุณหภูมิ 30 - 40 องศา เมื่อเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของ CaCO 3 และ Mg(OH) 2 จะลดลง ทำให้สามารถลดความกระด้างของน้ำลงเหลือ 1 mEq/L หรือน้อยกว่าได้

วิธีโซดาโซเดียมในการทำให้น้ำอ่อนลง

จำเป็นต้องเติมโซดาหากความแข็งที่ไม่ใช่คาร์บอเนตมากกว่าความแข็งของคาร์บอเนต หากค่าเหล่านี้เท่ากัน อาจไม่จำเป็นต้องเติมโซดาเลย

แคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับอัลคาไลเพื่อสร้างสารประกอบแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายน้ำได้ไม่ดี โซดา น้ำ และ คาร์บอนไดออกไซด์:
Ca(HCO 3) 2 + 2NaOH = CaCO 3 ↓ + นา 2 CO 3 + 2H 2 O,
Mg(HCO 3) 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + นา 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตกับอัลคาไล ทำปฏิกิริยาอีกครั้งกับอัลคาไลเพื่อสร้างโซดาและน้ำ:
CO 2 + NaOH = นา 2 CO 3 + H 2 O.

ความแข็งแบบไม่คาร์บอเนต
แคลเซียมซัลเฟตและคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับโซดาและเติมโซดาที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาของความกระด้างของคาร์บอเนตและด่างจนเกิดเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งไม่ติดภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2NaCl
CaSO 4 + นา 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + นา 2 SO 4

แมกนีเซียมซัลเฟตและคลอไรด์ทำปฏิกิริยากับอัลคาไลเพื่อสร้างแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่ตกตะกอน:
MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + นา 2 SO 4,
MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + 2NaCl

เนื่องจากความจริงที่ว่าในปฏิกิริยาของไบคาร์บอเนตกับอัลคาไลโซดาจะเกิดขึ้นซึ่งต่อมาทำปฏิกิริยากับความกระด้างที่ไม่ใช่คาร์บอเนตปริมาณของมันจะต้องมีความสัมพันธ์กันในอัตราส่วนของความแข็งของคาร์บอเนตและความกระด้างที่ไม่คาร์บอเนต: หากเท่ากันโซดาไม่สามารถ เติมภายใต้เงื่อนไข J ถึง > Jn จะได้โซดาส่วนเกินเกิดขึ้น โดยมีอัตราส่วนย้อนกลับเป็น J ถึง

วิธีการแบบผสมผสาน

การผสมผสาน วิธีการต่างๆการบำบัดน้ำเพื่อลดความกระด้างบางครั้งก็ให้ผลลัพธ์ค่อนข้างสูง ซึ่งมักเกิดจากความต้องการคุณภาพน้ำและไอน้ำสูง

ตัวอย่างคือการรวมกันของรีเวิร์สออสโมซิสกับโซเดียมแคตไอออนไนซ์ ความกระด้างหลักของน้ำจะลดลงโดยใช้ตัวกรองตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก

ในอีกกรณีหนึ่ง การบำบัดน้ำด้วยแม่เหล็กสามารถใช้เป็นขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมได้ - การติดตั้งตั้งอยู่หลังระบบอ่อนตัวบนท่อหมุนเวียนน้ำร้อน

แนวคิดทั่วไป

ใน ในแง่ทั่วไปความจุของเรซินแลกเปลี่ยนไอออนหมายถึงปริมาณไอออนที่เรซินในปริมาณหนึ่งสามารถดูดซับได้ นอกจากนี้ หน่วยวัดความจุของเรซินอาจแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น mg-eq/ml (meq/ml), g-eq/l (eq/l) หรือกิโลกรัมต่อลูกบาศก์ฟุต (Kgr/ft3) เมื่อทราบมวลที่เท่ากันของสาร จึงสามารถคำนวณความจุของเรซินได้ มวลที่เท่ากันของสารถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วน มวลฟันกรามสารกับความจุของมัน (พูดอย่างเคร่งครัดกับจำนวนที่เท่ากันของสาร) ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมลาร์ของแคลเซียมคือ 40 กรัม/โมล และวาเลนซีคือ 2 จากนั้นมวลที่เทียบเท่าคือ 20 กรัม/โมล (40/2 = 20) เรซินแลกเปลี่ยนไอออนด้วย ความจุการแลกเปลี่ยน 1.95 กรัมเทียบเท่า/ลิตร สามารถสกัดเรซินได้ 1.95 H 20 = 39 กรัมต่อเรซิน 1 ลิตรจากสารละลาย

ในทางปฏิบัติ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเรซินจะถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการโดยการไทเทรต สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ถูกส่งผ่านคอลัมน์ซึ่งมีการวางตัวอย่างของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกในรูปแบบไฮโดรเจน (รูปแบบ H) ไอออน Na+ บางส่วนจะถูกแลกเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนไอออน โซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยากับกลุ่มไอออนิกของเรซินจะถูกไตเตรทด้วยกรด การลบความเข้มข้นที่เหลือออกจากความเข้มข้นเริ่มต้นของโซเดียมไฮดรอกไซด์ คุณสามารถกำหนดความจุของเครื่องแลกเปลี่ยนแคตไอออนได้ อีกวิธีหนึ่งในการตรวจสอบความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนคือการส่งสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ผ่านชั้นเรซิน ความจุของเรซินแลกเปลี่ยนไอออน (ในรูปแบบ OH) ที่ใช้ในการส่งสารละลายกรดจะถูกกำหนดในลักษณะที่คล้ายกัน

ความจุของเรซินสามารถวัดได้ในหน่วย mEq/mL (ปริมาตร) หรือ mEq/g (น้ำหนัก) หากความจุถูกกำหนดโดยแสดงเป็น mEq/g (หมายถึงมวลของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนแบบแห้ง) เมื่อทราบปริมาณความชื้นของเรซินแล้ว ก็สามารถไปยัง mEq/ml ได้อย่างง่ายดาย

ในภาพ ความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเรซินจะแสดงเป็นกราฟโดยพื้นที่ สีเหลืองอยู่ระหว่างเส้นแนวตั้ง AN และ CL ภูมิภาค สีเทาซึ่งอยู่ใต้เส้นโค้งคือความเข้มข้นของไอออนในน้ำบริสุทธิ์ ที่จุดเริ่มต้นของวงจร ความเข้มข้นของไอออนในตัวกรองมีน้อยมาก และคงที่ตลอดวงจรการกรอง ในขณะที่ด้านหน้าของการกรองถึงจุดสิ้นสุดของชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออน ไอออนจะรั่วไหลเข้าไปในตัวกรอง (จุด P ในรูป) นี่เป็นสัญญาณของการฟื้นฟูเรซิน โดยปกติแล้ว การสร้างตัวกรองใหม่จะดำเนินการจนกว่าจะถึงขั้นตอนการพัฒนา ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรม ความเข้มข้นของไอออนความแข็งซึ่งตัวกรองถูกเอาออกเพื่อการฟื้นฟูสามารถมีค่าน้อยกว่า 0.05 0J และในระบบการทำให้อ่อนตัวในครัวเรือน - น้อยกว่า 0.5 0J ความยาวของส่วน x - y สอดคล้องกับปริมาตรของน้ำบริสุทธิ์ในหน่วยลิตรหรือแกลลอน พื้นที่ของรูป ANLB คือการดูดกลืนไอออนทั้งหมดโดยเรซิน และพื้นที่ของรูป ANMB คือจำนวนไอออนที่ดูดซับก่อนที่จะเกิดการทะลุ

เมื่อเราพูดถึงกำลังการผลิต เรามักจะหมายถึงความสามารถในการทำงาน มากกว่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนทั้งหมด ความสามารถในการทำงานไม่ใช่ค่าคงที่ ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ยี่ห้อของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน ความเข้มข้นและประเภทของไอออนที่ถูกดูดซับ ค่า pH ของสารละลาย ข้อกำหนดสำหรับน้ำบริสุทธิ์ อัตราการไหล ความสูงของ ชั้นแลกเปลี่ยนไอออนและข้อกำหนดอื่น ๆ

ความสำเร็จ ระดับสูงการสกัดไอออนจากสารละลายที่เป็นน้ำจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณของสารละลายที่สร้างใหม่ (เส้นสีแดง) อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายที่สร้างใหม่ได้อย่างไม่มีกำหนด ( เส้นสีเขียว- ความสัมพันธ์ทางทฤษฎีระหว่างระดับการฟื้นตัวของกำลังการผลิตเรซินและปริมาณการใช้สารละลายที่สร้างใหม่) ในทางปฏิบัติ เพื่อให้ได้กำลังการผลิตสูง จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณเรซิน ในระหว่างรอบการกรองแรก ระดับการฟื้นฟูคุณสมบัติการแลกเปลี่ยนไอออนอาจสูงถึง 100% แต่เมื่อเวลาผ่านไปค่านี้จะลดลง ตัวอย่างเช่น. ผู้ผลิตระบบละลายน้ำส่วนใหญ่แนะนำให้ใช้ สารละลาย NaClความเข้มข้น 100 - 125 กรัม/ลิตร เพื่อคืนความจุของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนให้เป็น 50 - 55% ของความจุแลกเปลี่ยนทั้งหมด

เมื่อพิจารณาความจุ จำเป็นต้องทราบรูปแบบไอออนิกของเรซิน (เกลือ กรด เบส) ในระหว่างการฟื้นฟูหรือระหว่างการดำเนินการ ปริมาตรของเรซินที่เติมจะเปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่า "การหายใจ" ของเรซินเกิดขึ้น ตารางแสดงพฤติกรรมของเรซินในกระบวนการต่างๆ

มีเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกและเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน ปฏิกิริยาที่เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนมีส่วนร่วมแสดงไว้ในตาราง

การไทเทรตปฏิกิริยาเรซินแลกเปลี่ยนไอออน

นอกจากนี้ ในวรรณคดีภาษาอังกฤษ สัญลักษณ์ SAC หมายถึงเรซินไอออนบวกของกรดแก่, SBA - เรซินไอออนลบเบสแก่, WAC - เรซินไอออนบวกของกรดอ่อน และ WBA - เรซินแอนไอออนเบสอ่อน ความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของกลุ่มฟังก์ชัน ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดสูงประกอบด้วยหมู่ซัลโฟ - SO3H และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอ่อนประกอบด้วยหมู่คาร์บอกซิล - COOH เรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกของกรดแก่จะแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่ค่า pH ใดๆ ของสารละลาย กล่าวคือ พวกมันจะมีพฤติกรรมเหมือนกรดแก่ในสารละลาย และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอ่อนจะคล้ายกัน กรดอ่อนและเข้าสู่ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนที่ค่า pH สูงกว่า 7 เท่านั้น ตัวแลกเปลี่ยนไอออนประกอบด้วยกลุ่มฟังก์ชัน 5 ประเภท: (-NH2, NH=, N?, - N(CH3) 3OH, - N(CH3) 2C2H4OH) สามกลุ่มแรกให้คุณสมบัติพื้นฐานแก่ตัวแลกเปลี่ยนไอออนอย่างอ่อน และกลุ่ม - N(CH3) · 3OH, - N(CH3) 2C2H4OH - มีพื้นฐานอย่างยิ่ง เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนพื้นฐานที่อ่อนแอจะทำปฏิกิริยากับไอออนของกรดแก่ (SO, Cl-, NO) และไอออนพื้นฐานอย่างแรงกับไอออนของกรดแก่และกรดอ่อน (HCO, HSiO) ในช่วง pH ตั้งแต่ 1 ถึง 14 เมื่อพูดถึงความจุของ ตัวแลกเปลี่ยนไอออนฐานที่แข็งแกร่ง คุณควรใส่ใจกับความจริงที่ว่าเรซินนั้นมีกลุ่มฟังก์ชันที่มีอยู่ในตัวแลกเปลี่ยนไอออนพื้นฐานที่อ่อนแอ เมื่อเรซินไอออนลบเบสแก่มีอายุมากขึ้นหรือถูกสัมผัส อุณหภูมิสูงมีการลดลงของพื้นฐานและการทำลายกลุ่มการทำงานบางส่วน

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วม เรซินแลกเปลี่ยนไอออน- ปฏิกิริยา 1 - การทำให้น้ำอ่อนลงโดยใช้ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดในรูปแบบเกลือ (Na) 2 - กำจัดไอออนไนเตรตโดยใช้ตัวแลกเปลี่ยนประจุลบฐานที่แข็งแกร่งในรูปแบบ Cl การใช้โซเดียมคลอไรด์และโพแทสเซียมคลอไรด์เป็นสารละลายที่สร้างใหม่ส่งผลให้มีการใช้เรซินประเภทนี้อย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน อุตสาหกรรม และการทำความสะอาด น้ำเสีย- ตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนสามารถลดลงได้ด้วยสารละลายกรด (ตัวอย่างเช่น กรดไฮโดรคลอริก) และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน - พร้อมสารละลาย โซดาไฟ(นาโอห์). เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนในรูปแบบ H และ OH ถูกนำมาใช้ในแผนการเตรียมน้ำกลั่นน้ำทะเล (ปฏิกิริยา 3 และ 4) เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอ่อนแสดงคุณสมบัติการแลกเปลี่ยนไอออนที่ ค่าสูง pH (ปฏิกิริยา 5) และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนพื้นฐานที่อ่อนแอ - ที่ค่า pH ต่ำ (ปฏิกิริยา 6) ปฏิกิริยาที่ 5 - การทำให้อ่อนตัวลงและลดความเป็นด่างของน้ำไปพร้อมๆ กัน ควรสังเกตว่าเรซิน WBA ซึ่งเป็นผลมาจากการสร้างใหม่ด้วยสารละลายอัลคาไลน์จะไม่เปลี่ยนเป็นรูปแบบ OH แต่เป็นรูปแบบ FB ที่เรียกว่า (เบสอิสระ)

เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่เป็นกรดอ่อนเมื่อเปรียบเทียบกับตัวแลกเปลี่ยนที่เป็นกรดสูงจะมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่สูงกว่า โดยมีลักษณะเฉพาะคือมีความสัมพันธ์กับไฮโดรเจนไอออนสูง ดังนั้นการฟื้นฟูจึงทำได้ง่ายและเร็วขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องไม่ใช้สารละลายโซเดียมหรือโพแทสเซียมคลอไรด์สำหรับการฟื้นฟู WAC เช่นเดียวกับ WBA การเลือกใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนยี่ห้อใดยี่ห้อหนึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขหลายประการ ตัวอย่างเช่น มีตัวแลกเปลี่ยนไอออนพื้นฐานที่แข็งแกร่งสองประเภท: ประเภท I ( กลุ่มการทำงาน- N(CH3) 3OH) และประเภท II (-N(CH3) 2C2H4OH) ตัวแลกเปลี่ยนประจุลบประเภท I ดูดซับไอออน HSiO ได้ดีกว่าตัวแลกเปลี่ยนประจุลบประเภท II แต่อย่างหลังมีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่สูงกว่าและสร้างใหม่ได้ดีกว่า

โดยสรุป เราสังเกตว่าในเอกสารและในหนังสือเดินทางผลิตภัณฑ์ จะมีการระบุน้ำหนักรวมและความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเรซิน ซึ่งจะถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการ ความสามารถในการทำงานของเรซินต่ำกว่าที่ผู้ผลิตประกาศไว้และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการที่ไม่สามารถนำมาพิจารณาได้ สภาพห้องปฏิบัติการ(ลักษณะทางเรขาคณิตของชั้นเรซิน สภาวะกระบวนการเฉพาะ: อัตราการไหล ความเข้มข้นของสารที่ละลาย ระดับของการงอกใหม่ ฯลฯ)

หน้า 1

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกขึ้นอยู่กับชนิดของแคตไอออน ระดับโดยรวมของการทำให้เป็นแร่ของน้ำ อัตราส่วนและขนาดของความแข็งของคาร์บอเนตและไม่ใช่คาร์บอเนต และความเร็วในการกรอง  

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกขึ้นอยู่กับประเภทของไอออนบวกที่จับได้จากน้ำ องค์ประกอบของเกลือของน้ำที่ได้รับการบำบัด pH % ของน้ำ ความสูงของชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก ความเร็วในการกรอง โหมดการทำงาน ของตัวกรองตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกและปริมาณการใช้เฉพาะสำหรับการฟื้นฟูเกลือแกง  

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกขึ้นอยู่กับชนิดของไอออนบวกที่จับได้จากน้ำ อัตราส่วนของส่วนประกอบของเกลือในน้ำที่ได้รับการบำบัด ค่า pH ของน้ำ ความสูงของชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก ความเร็วในการกรอง ความเร็วในการกรอง โหมดการทำงานของตัวกรองตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกและปริมาณการใช้รีเอเจนต์ที่สร้างใหม่โดยเฉพาะ  

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกเป็นค่าตัวแปรที่ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงาน องค์ประกอบของน้ำต้นทาง และลักษณะของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก  

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกยังได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบของน้ำที่มีประจุลบและมูลค่าของปริมาณเกลือทั้งหมด อิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้ปรากฏอยู่ใน องศาที่แตกต่างกันสำหรับตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนตัวเดียวกันระหว่าง H- และ Na-แคตเตอไรเซชัน รวมถึงตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนที่แตกต่างกัน หากในระหว่างการเติม Na-cationization สารประกอบประจุลบไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของถ่านหินที่มีซัลโฟเนต ดังนั้นในระหว่าง H-cationization ก็จะมีความสำคัญ  

มีการแยกความแตกต่างระหว่างความสามารถในการแลกเปลี่ยนเต็มและความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก อย่างหลังขึ้นอยู่กับประเภทของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก ความสมบูรณ์ของการฟื้นฟู ปริมาณเกลือทั้งหมดในน้ำต้นทาง และความสูงของชั้นตัวกรอง  

หลังจากที่ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนหมดลง จะสูญเสียความสามารถในการทำให้น้ำอ่อนตัวลงและจะต้องสร้างใหม่  

ในการคืนความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก จำเป็นต้องกำจัดไอออนบวกที่สะสมอยู่ออก และแทนที่ด้วยไอออนแลกเปลี่ยน กระบวนการคืนความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่หมดลงเรียกว่าการสร้างใหม่ เนื่องจากมีโซเดียมแคตไอออนที่มีความเข้มข้นค่อนข้างสูงในสารละลายสำหรับการฟื้นฟู จึงแทนที่แคลเซียมและแมกนีเซียมแคตไอออนที่ดูดซึมก่อนหน้านี้  

ความสูงของชั้นตัวกรองมีอิทธิพลอย่างมากต่อมูลค่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก เมื่อมันเพิ่มขึ้น เวลาสัมผัสของน้ำอ่อนตัวกับตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นระดับการใช้งานจึงเพิ่มขึ้น  

เพื่อรักษาความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานตามปกติของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน จะต้องแยกส่วนหลังออกจากเศษส่วนละเอียดอย่างสม่ำเสมอ  

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกได้รับอิทธิพลจากความเร็วในการกรอง ซึ่งส่งผลต่อไอออนบวกที่แตกต่างกันในระดับเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของพวกมัน ที่อัตราการกรองสูง ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะลดลงเนื่องจากระยะเวลาการสัมผัสระหว่างน้ำกับตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกลดลง อย่างไรก็ตาม ในตัวกรองแลกเปลี่ยนไอออนบวกขั้นแรก ซึ่งความเร็วการกรองโดยปกติจะไม่เกิน 15 - 20 ม./ชม. และความสูงในการโหลดคือ 2 0 - 2 8 ม. ผลกระทบของความเร็วต่อความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานไม่มีนัยสำคัญ ในตัวกรองแลกเปลี่ยน N-ไอออนบวกของขั้นตอนที่สอง ความเร็วในการกรองสูงถึง 30 - 50 ม./ชม. โดยมีความสูงของชั้นแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่ 1-5 ม. ดังนั้นปัจจัยความเร็วจึงมีความสำคัญและจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณตัวกรองเหล่านี้  

ในบางกรณี ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกลดลงเนื่องจากการกรองน้ำที่ไม่สม่ำเสมอในบริเวณตัวกรอง เนื่องจากการก่อตัวของการบดอัดเฉพาะที่ในชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก หรือการสะสมของสารปนเปื้อนที่ไม่สม่ำเสมอ ในพื้นที่ที่มีการบดอัดหรือปนเปื้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก อัตราการกรองน้ำจะลดลง ส่งผลให้ความสามารถในการแลกเปลี่ยนมีการใช้งานน้อยเกินไป ซึ่งส่งผลให้ตัวกรองโดยรวมลดลง ความเร็วไม่สม่ำเสมอการกรองนำไปสู่การเจาะน้ำกระด้างก่อนเวลาอันควรในสถานที่ที่มีความเร็วน้ำสูง ปัจจัยนี้ยังทำให้เกิดการงอกใหม่ของแต่ละส่วนของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกอย่างไม่สม่ำเสมอ ทั้งหมดนี้ส่งผลให้ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานทั้งหมดของตัวกรองลดลง ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานที่ลดลงอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการสะสมของแคลเซียมคาร์บอเนตบนเม็ดเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวกในการติดตั้งด้วยการปูนเบื้องต้น เพื่อคืนความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวกรอง ควรกำจัดสิ่งสะสมที่ก่อตัวบนเม็ดตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกออกโดยการล้างด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริก  

เมื่อความเร็วในการกรองเพิ่มขึ้น ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะลดลง  

วัสดุกรองบางชนิด ( เครื่องแลกเปลี่ยนไอออน) สามารถดูดซับไอออนบวก (แคตไอออน) จากน้ำเพื่อแลกกับไอออนตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกในปริมาณที่เท่ากัน

การทำให้น้ำอ่อนลงด้วยไอออนบวกนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์การแลกเปลี่ยนไอออน (เทคโนโลยีการแลกเปลี่ยนไอออน) สาระสำคัญคือความสามารถของวัสดุกรองการแลกเปลี่ยนไอออน (ตัวแลกเปลี่ยนไอออน - ตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก) เพื่อดูดซับไอออนบวกจากน้ำเพื่อแลกกับปริมาณที่เท่ากัน ไอออนแลกเปลี่ยนไอออนบวก

พารามิเตอร์การทำงานหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกคือความสามารถในการแลกเปลี่ยนของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออน ซึ่งกำหนดโดยจำนวนไอออนบวกที่เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกสามารถแลกเปลี่ยนได้ในระหว่างรอบการกรอง ความสามารถในการแลกเปลี่ยนวัดเป็นหน่วยกรัมเทียบเท่าของแคตไอออนที่สะสมไว้ต่อ 1 ลบ.ม. ของเครื่องแลกเปลี่ยนแคตไอออน ซึ่งอยู่ในสถานะบวม (ทำงาน) หลังจากอยู่ในน้ำ กล่าวคือ ในรัฐที่ แคตไอออนไนต์อยู่ในตัวกรอง

มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนเต็มรูปแบบและใช้งานได้ (ไดนามิก) ของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก ความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกคือปริมาณแคลเซียมไอออนบวก Ca +2 และแมกนีเซียมไอออนบวก Mg +2 ที่สามารถกักเก็บตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกได้ 1 ลบ.ม. ในสภาพการทำงานจนกระทั่งเปรียบเทียบความแข็งของตัวกรองกับความแข็งของแหล่งกำเนิด น้ำ. ความสามารถในการแลกเปลี่ยนการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกคือปริมาณแคตไอออน Ca +2 และ Mg +2 ที่คงตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกไว้ 1 ลบ.ม. 3 จนกว่าไอออนบวกของเกลือที่มีความแข็งจะ “ทะลุ” เข้าไปในกรอง

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนที่เกี่ยวข้องกับปริมาตรทั้งหมดของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่โหลดลงในตัวกรองเรียกว่าความสามารถในการดูดซับของตัวกรองการทำให้น้ำอ่อน

ในน้ำยาปรับผ้านุ่ม น้ำบริสุทธิ์จะไหลผ่านชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกจากบนลงล่าง ในเวลาเดียวกันที่ระดับความลึกหนึ่งของชั้นกรองน้ำจะอ่อนตัวลงสูงสุด (จากเกลือที่มีความกระด้าง) ชั้นแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่มีส่วนร่วม น้ำอ่อนตัวเรียกว่าโซนอ่อนตัว (ชั้นการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก) เมื่อน้ำอ่อนตัวลงอีก ชั้นบนของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนก็จะหมดลงและสูญเสียความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออน ใน การแลกเปลี่ยนไอออนชั้นล่างของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกจะเข้ามาและโซนอ่อนตัวจะค่อยๆ ลดลง หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง จะสังเกตได้ 3 โซน: โซนทำงาน โซนหมด และอุปกรณ์แลกเปลี่ยนแคตไอออนสด ความแข็งของการกรองจะคงที่จนกระทั่งขอบเขตล่างของโซนอ่อนตัวเกิดขึ้นพร้อมกับชั้นล่างของเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบวก ในช่วงเวลาของการรวมกัน "ความก้าวหน้า" ของแคตไอออน Ca +2 และ Mg +2 จะเริ่มต้นขึ้น และความแข็งที่เหลือจะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งกลายเป็น ความแข็งเท่ากันแหล่งน้ำ ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนหมดสิ้นลงโดยสมบูรณ์

พารามิเตอร์การทำงานของระบบลดความกระด้างของน้ำ () ถูกกำหนดโดยสูตร:

E p = QL u (g-eq/m 3)
อีพี = อีพี V k
วี เค = อา เค
e p = QJ และ / ah k
Q = v ถึง aT ถึง = e p ah ถึง / Ж и
T k = อี p h k /v k Zh i

ที่ไหน:
e p – ความสามารถในการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก m-eq/m 3
V c – ปริมาตรของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่บรรจุลงในน้ำยาปรับผ้านุ่มในสถานะบวม, m 3
h k คือความสูงของชั้นตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก m
F และ – ความกระด้างของแหล่งน้ำ, g-eq/m3
Q – ปริมาณน้ำอ่อนตัว m 3
เอ – พื้นที่ ภาพตัดขวางกรองน้ำกระด้าง ม.2
v к – ความเร็วของการกรองน้ำในตัวกรองแลกเปลี่ยนไอออนบวก
Tk – ระยะเวลาการทำงานของการติดตั้งระบบลดน้ำอ่อน (ช่วงระหว่างรุ่น)

วัสดุ VION ใช้ในการกรองการปล่อยก๊าซไอเสียจากการระบายอากาศทางอุตสาหกรรมจากส่วนประกอบที่ละลายน้ำได้ ละอองลอยของกรดและเกลือ โลหะหนักซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ในรูปแบบของผ้าไม่ทอที่เจาะด้วยเข็ม

ความคืบหน้าการทำงาน:

น้ำหนัก 2 กรัม เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก VION KN-1 (แห้ง) เทลงในบิวเรตต์ จ่ายสารละลายเริ่มต้นของ CuCl 2 (3.6 มิลลิโมล/ลิตร) ผ่านคอลัมน์ที่เต็มไปด้วยตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออน ต่อไป เราจะนำตัวอย่างขนาด 50 มล. ออกโดยการไตเตรท ตามวิธีการ (ข้อ 3.1) เราจะหาความหนาแน่นของแสงของตัวอย่างและค้นหาความเข้มข้นของทองแดง ผลลัพธ์แสดงไว้ในตารางที่ 3.5

ตารางที่ 3.5

			C, มิลลิโมล/ลิตร

เราวาดกราฟของการพึ่งพาความเข้มข้นของทองแดงในการกรองกับปริมาตรของสารละลายที่ส่งผ่านตัวแลกเปลี่ยนไอออน

ข้าว. 3.4

กระบวนการดูดซับประกอบด้วยการดูดซึมที่สมบูรณ์ของส่วนแรกของไอออนบวกโดยตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวก และบริเวณการดูดซึมจะค่อยๆ เคลื่อนไปตามคอลัมน์ไปยังทางออก หลังจากนี้ ช่วงเวลาหนึ่งมาถึงเมื่อแคตไอออนเริ่มออกจากคอลัมน์ เนื่องจากความจุตัวแลกเปลี่ยนแคตไอออนหมดลง กราฟแสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของทองแดงที่ทางออกของคอลัมน์เพิ่มขึ้นทีละน้อยและมีรูปแบบของเส้นโค้งรูปตัว S โดยเริ่มจากความเข้มข้นเป็นศูนย์ไปจนถึงค่าสูงสุด เส้นโค้งนี้ทอดยาวเมื่อมีความเข้มข้นของเกลือต่ำ

ปริมาณทองแดงที่คอลัมน์ดูดซับจนกระทั่งตัวแลกเปลี่ยนไอออนบวกอิ่มตัวโดยสมบูรณ์คำนวณจากพื้นที่ของร่างที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้งรูปตัว S และความเข้มข้นสูงสุดโดยตรง:

n = ?Vi*(Cmax - Ci) (3)

โดยที่ Vi = 50 มล.

ซีแม็กซ์ = 3.6 มิลลิโมล

n1 = 2.20 มิลลิโมล

คำนวณความจุปริมาตรของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก:

h1 = n1/m k = 2.20/2 = 1.10 มิลลิโมล/กรัม แคตไอออนไนต์

การอภิปรายเกี่ยวกับผลลัพธ์

ในระหว่างงานทดลอง ได้มีการกำหนดความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกสามเครื่อง (KU-2-8, KU-1, VION KN-1) ผลลัพธ์แสดงไว้ในรูปที่ 3.5

ความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของรูป ซึ่งจำกัดด้วยเส้นโค้งรูปตัว S และความเข้มข้นสูงสุดโดยตรง ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 3.5 ความจุของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันและน้อยกว่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกที่ประกาศไว้ในหนังสือเดินทาง ดังนั้น จากการทดลองพบว่าความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวกของ KU-2-8 ต่ำกว่าค่าพิกัด 28% ความสามารถในการแลกเปลี่ยนรวมของ KU-1 ต่ำกว่าค่าพิกัด 57% และ POE ของ เครื่องแลกเปลี่ยนไอออนบวก VION KN-1 ลดลง 39% ข้อมูลเหล่านี้ต้องนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณและออกแบบอุปกรณ์และตัวกรองการแลกเปลี่ยนไอออน