швидкості потоку зменшується товщина водяної плівки, що полегшує проходження через неї іонів. Підвищення температури умягчается води спричиняє зменшення її в'язкості, що сприяє збільшенню швидкості дифузії і поліпшенню кінетики іонообміну. Іншим важливим чинником є ​​відношення обсягу частки до її поверхні. З зменшенням діаметра частинки на кожну функціональну групу припадає більша поверхню обміну. ​​
Швидкість обміну катіонів залежить від їх дифузії до поверхні розділу катіоніт - вода і визначається структурою катіоніту. При компактній структурі катіоніту обмін відбувається швидко і в основному на зовнішніх поверхнях - екстраміцеллярний обмін. Однак, при цьому не повністю використовується сорбційна ємність катіоніту. При пористій структурі катіоніту, коли розміри капілярних каналів більше діаметра гідратованих іонів, обмін відбувається на внутрішніх поверхнях - інтерміцеллярний обмін. Швидкість його менше, а обмінна здатність катіоніту більше. Швидкості реакції обміну іонів в катионитом і досягнення повного рівноваги досить великі. За даними В. А. Клячко, навіть у пористих катионитом реакція обміну Са2 +, Mg2 +, Na + на іони водню досягає 90 ... 98% протягом доль хвилини, а рівновага встановлюється за 5 ... 6 хв. Тому припустимі великі швидкості фільтрування умягчается води через катіоніти. p> Кожен катіоніт володіє певною обмінної ємністю (здатністю) виражається кількістю катіонів, які катіоніт може обміняти протягом фільтроциклу. Обмінну ємність катіоніту вимірюють у грам-еквівалентних затриманих катіонів на 1 м3 катіоніту, що знаходиться в набряклому (робочому) стані після перебування у воді, тобто в такому стані, в якому катіоніт знаходиться у фільтрі. Розрізняють повну і робочу обмінну ємність катіоніту (рис. 20.11). Повної обмінної ємністю називають ту кількість катіонів кальцію і магнію, яке може затримати 1 м3 катіоніту, що знаходиться в робочому стані, до того моменту, коли жорсткість фільтрату порівнюється з жорсткістю початкової води. Робочої обмінної ємністю катіоніту називають ту кількість катіонів Са2 ^ - і Mg2 +, яке затримує 1 м3 катіоніту до моменту В«проскакуванняВ» в фільтрат катіонів солей жорсткості. Обмінну ємність, віднесену до всього обсягу катіоніту, завантаженого у фільтр, називають ємністю поглинання.
В
При пропуск води зверху вниз через шар катіоніту відбувається її зм'якшення, закінчується на деякій глибині. Шар катіоніту, умягчающий воду, називають працюючим шаром або зоною пом'якшення. При подальшому фільтруванні води верхні шари катіоніту виснажуються і втрачають обмінну здатність. У іонний обмін вступають нижні шари катіоніту і зона пом'якшення поступово опускається. Через деякий час спостерігаються три зони: працюючого, виснаженого і свіжого катіоніту. Жорсткість фільтрату буде постійною до моменту суміщення нижньої межі зони пом'якшення з нижнім шаром катіоніту. br/>В
Рис. 20.11. Кінетика роботи катионитового фільтра (а) і графіки дл...
