イオン交換樹脂とは？水処理での働き【基礎知識】
軟水器や純水装置の心臓部、イオン交換樹脂。小さな粒がイオンを入れ替えるしくみと、再生して繰り返し使える理由を解説します。
イオン交換樹脂は、水に溶けているイオンを、樹脂が持っている別のイオンと入れ替える粒状の材料です。軟水器や純水装置の中心となる素材として使われています。 ■見た目はただの小さな粒 樹脂は小さな粒で、イオンをつかまえる部分(交換基)をたくさん持っています。水を通すと、水中のイオンと樹脂のイオンが入れ替わります。 ■プラスとマイナスの2種類がある！ 水に溶けたイオンには、プラスの電気を帯びた陽イオンと、マイナスの電気を帯びた陰イオンがあります。樹脂も、それぞれに合わせて2種類あります。 1.陽イオン交換樹脂：カルシウムやナトリウムなどの陽イオンを交換する 2.陰イオン交換樹脂：塩化物イオンなどの陰イオンを交換する ■観客席にたとえると？ 樹脂は、イオンが座る席がずらりと並んだ観客席のようなものです。水中のイオンがやってくると、もともと座っていたイオンが席を譲って水へ出ていきます。何を座らせておくかで、出てくる水の性質が変わります。まずはお気軽にご相談ください。
基本情報
■純水ができるしくみ 陽イオン交換樹脂の席には水素イオン(H+)、陰イオン交換樹脂の席には水酸化物イオン(OH-)を座らせておきます。水中のイオンと入れ替わって出てきたH+とOH-は、結びついて水になります。こうして、溶けていた塩類が取り除かれます。 ■軟水器ではナトリウムを使う？ 軟水器では、陽イオン交換樹脂の席にナトリウムイオンを座らせておきます。硬度成分(カルシウム、マグネシウム)と入れ替わるため、水の硬度が下がります。 ■2床式と混床式 1.2床式：陽イオン用と陰イオン用の樹脂を別々の塔に入れ、順に水を通す 2.混床式：2種類の樹脂を1つの塔に混ぜて入れる 混床式は、より純度の高い水を得やすい方式とされています。複数の塔を使う装置の後ろに混床式を置き、仕上げに使う構成もあります。 ■席が埋まると取れなくなる！ 席が埋まってくると、取りきれないイオンが処理水に漏れ出し始めます。これを「破過」といい、そのままではイオンを十分に取れなくなります。原水に溶けているイオンが多いほど、樹脂の消耗も早くなります。
価格帯
納期
用途／実績例
■再生すれば繰り返し使える！ 破過した樹脂は、薬品を通して元のイオンを座らせ直すと、再び使えるようになります。これを再生といいます。純水装置では、陽イオン交換樹脂に酸(塩酸など)、陰イオン交換樹脂にアルカリ(苛性ソーダなど)を使います。軟水器の樹脂は、食塩水で再生します。樹脂は繰り返し再生して使い、性能が落ちたら新しいものと交換します。 ■主な用途は？ 1.軟水器：ボイラーの給水など、硬度成分を除きたい水 2.純水装置：医薬品の製造に使う精製水など、塩類全体を減らしたい水 どれも、水に溶けたイオンを減らしたい場面です。軟水器は硬度成分を、純水装置は塩類全体を取る点が違います。 ■交換や再生の時期を知るには？ 純水のきれいさは、電気伝導率や比抵抗で見ます。処理水の電気伝導率や硬度を定期的に測ると、破過が近づいたことに気づけます。原水の水質によって樹脂の消耗の速さは変わるため、原水の水質と使う水量を踏まえて、樹脂の量や装置の大きさを考えることが大切です。まずはお気軽にご相談ください。
