离子交换的再生周期的计算是一个比较复杂的过程，在计算的过程中只要注意以下几点， 离子交换的再生周 期就会变得简单， 即要对水处理中常用的单位如毫克当量、 ppm 的换算关系弄清楚， 同时还要对各个离子、分子 的原子量和分子量要有一定的概念，常见离子、分子的原子量和分子量见下表：
类型 | Ca2+ | Mg2+ | Na+ | K+ | Fe2/3 |
原、分子量 | 40 | 24 | 23 | 39 | 56 |
类型 | CL- | HCO3- | CO32- | SO42- | NO3- |
原、分子量 | 35.5 | 61 | 60 | 96 | 62 |
具体的计算方法可参考下面兖州市太阳纸业集团热电厂反渗透+离子交换和纯离子交换再生周期计算和再生费用的例子：
离子交换系统运行费用
反渗透的出水水质如下：
阳 离 子 | ppm 含量 | 克/m3 | 毫 克 当 量 /m3 | 140m3 交换 H+离子 mol 数/小时 |
Na++K+ | 0.81 | 0.81 | 0.0352 | 4.928 |
Ca2+ | 0.35 | 0.35 | 0.0175 | 2.450 |
Mg2+ | 0.09 | 0.09 | 0.0075 | 1.050 |
Al3+ | 0.00 | 0.00 | ||
合 计 | 0.0602 | 8.4280 | ||
阴离子 | ppm 含量 | 克/m3 | 毫 克 当 量 /m3 | 140m3 交换 OH+离子 mol 数/小时 |
CL- | 0.25 | 0.25 | 0.00700 | 0.980 |
SO42- | 0.18 | 0.18 | 0.00375 | 0.525 |
NO3- | 0.00 | 0.00 | 0.000 | 0.000 |
HCO3- | 2.90 | 2.90 | 0.04754 | 6.6556 |
合 计 | 0.05829 | 8.1606 | ||
平衡 | (8.4280+8.1606)÷2=8.2943mol/小时 | |||
根据所选混合离子交换器的直径(2000mm)可知阳离子交换树脂的体积为： 1.57m3 ，阴离子交换树脂的体 积为： 3.14m3。
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考虑到混合离子交换器在出水快变差的时候再生(留有 15%的交换容量)，阳树脂再生周期为： 1413 (mol) ÷8.2943 (mol/小时)×80%=136.28 (小时)即再生周期为 5.6 天，一年再生次数为： 65 次。
再生一次所需 30%HCL 的量：
再生一次交换的 H+离子 mol 数：1413×80%=1130.4
再生一次交换的纯 HCLmol 数：1413×80%=1130.4
再生一次交换的纯 HCL 质量：1130.4×36.5=41259.6 克=41.3kg
再生一次交换的 30%HCL 质量：41.3÷30%=137.5kg
一月再生的 30%HCL 质量：137.5×30÷5.6=736.7kg
一年再生的 30%HCL 质量：736.7kg×12=8839.2kg
即一年再生的 30%HCL 的量为 8.8 吨
再生一次所需 40%NaOH 的量：
再生一次交换的 OH+离子 mol 数 ：1413×80%=1130.4
再生一次交换的纯 NaOHmol 数 ：1413×80%=1130.4
再生一次交换的纯 NaOH 质量 ：1130.4×40=45216.0 克=45.2k
再生一次交换的 40%NaOH 质量： 45.2÷40%=113.0kg
一月再生的 40%NaOH 质量： 113×30÷5.6=605.3kg
一年再生的 40%NaOH 质量： 605.3kg×12=7264.2kg
即一年再生的 40%NaOH 的量为 7.2 吨
再生费用计算：
酸再生/月： 0.7367×400=290.5 元
酸再生/年： 290.5×12=3486.8 元
碱再生/月： 0.6053×600=363.2 元
碱再生/年： 363.2×12=4358.2 元
合计再生费用/月： 290.5+363.2=653.7 元
合计再生费用/年： 3486.8+4358.2=7845 元
反渗透+离子交换系统费用每月为： 40132.8+653.7=40786.5 元
纯离子交换费用计算：
离子交换进水水质分析如下：
阳 离 子 | ppm 含量 | 克/m3 | 毫 克 当 量 /m3 | 140m3 交换 H+离子 mol 数/ 小时 | |
Na++K+ | 34.87 | 34.87 | 1.516 | 212.252 | |
Ca2+ | 74.15 | 74.15 | 3.7075 | 519.05 | |
Mg2+ | 18.85 | 18.85 | 1.5708 | 219.916 | |
Al3+ | 0.05 | 0.05 | 0.0018 | 0.2592 | |
合 计 | 6.7961 | 951.4772 | |||
阴离子 | ppm 含量 | 克/m3 | 毫 克 当 量 /m3 | 140m3 交换 OH+离子 mol 数 /小时 | |
CL- | 32.0 | 32.0 | 0.9014 | 126.197 | |
SO42- | 100.87 | 100.87 | 2.1014 | 294.204 | |
NO3- | 0.04 | 0.04 | 0.0006 | 0.0903 | |
HCO3- | 228.82 | 228.82 | 3.7511 | 525.16 | |
合 计 | 6.7545 | 945.6513 | |||
平衡 | (951.4772+945.6513)÷2=948.564mol/小时 | ||||
由上表可知， 每小时需交换 948.564mol H+离子和 OH-离子， 需纯 HCL 的 mol 数为 948.564mol；需纯 NaOH 的 mol 数为 948.564mol。
纯 HCL 的质量为： 948.564×36.5=34622.59 克=34.622kg；
折合 30%HCL 的质量为： 34.622÷30%=115.4kg/小时；
消耗 30%HCL 的价格为： 115.4×0.4=46.16；
每月消耗 30%HCL 的重量为： 115.4×24×30=83088 kg
纯 NaOH 的质量为： 948.564×40=37942.66 克=37.943kg；
折合 40%NaOH 的质量为： 37.943÷40%=94.856kg/小时；
消耗 40%HCL 的价格为： 94.856×0.6=56.913；
消耗 40%NaOH 的重量为： 94.856×24×30=68296.3 kg=68.3 吨
合计单位时间(小时)的再生酸碱消耗为： 46.16+56.913=103.073 元
合计每月再生酸碱消耗为： 103.073×24×30=74212.56 元
对比反渗透+离子交换系统与纯离子交换系统的月生产费用为：
74212.56-40786.5=33426.06 元=3.34 万元
年节省费用为： 3.34×12=40.08 万元。
从以上的例子可以看出， 离子交换系统的再生周期的计算是比较容易的， 关键要看自己怎么去理解离子交换 系统的再生周期的本质含义(即水中的阳离子和再生时的 H+ 的 mol 数相等， 阴离子和再生的 OH- 的 mol 数相等)。
