Робоча обмінна ємність – це частина загальної обмінної ємності смоли, що вимірюється в грам-еквівалентах на літр смоли і вказує на кількість іонів (зарядів), здатних до обміну протягом робочого циклу до наступної регенерації. Типові значення загальної та робочої обмінної ємності для різних типів іонообмінних смол показані в таблиці з інформаційною метою.

Тип іонообмінної смоли	Загальна ємність, гр-екв/л	Рабоча ємність, гр-екв/л
WAC (слабокислотний катіоніт)	3,5 – 4,5	1,0 – 3,5
SAC (сильнокислотний катионит)	1,7 – 2,2	0,6 – 1,7
WBA (слабоосновний аніоніт)	1,1 – 1,7	0,8 – 1,3
SBA (сильноосновний аніоніт)	0,9 – 1,4	0,4 – 0,9

 

Приклад 1. Теоретичне визначення робочої ємності сильнокислотного катіоніту.

Сильнокислотний катіоніт – смола, що використовується в задачах пом’якшення води. Припустимо, що загальна жорсткість вихідної води становить 5 мг-екв/л, а робоча обмінна ємність катіонообмінної смоли становить 1,1 гр-екв/л (або 1100 мг-екв/л). Це означає, що кожен літр катіонообмінної смоли на початок регенерації здатний обробити (пом’якшити) 1100/5=220 літрів води. Простіше кажучи, це означає, що об’єм пом’якшеної води (фільтроцикл) між циклами регенерації становитиме 220 об’ємів іонообмінної смоли. Вища жорсткість води скорочує фільтроцикл і навпаки.

 

Приклад 2. Експериментальне визначення робочої ємності сильнокислотного катіоніту.

Припустимо, що система іонообмінного пом’якшення містить 50 літрів сильнокислотного катіоніту DOWEX HCRS/S (Na), а загальна жорсткість вихідної води становить 5 мг-екв/л. Для того, щоб експериментально визначити загальну робочу ємність катіоніту в “пом’якшувачі”, Вам необхідно здійснювати постійний вимір або регулярний відбір зразків обробленої води з вимірюванням загальної жорсткості та будувати графік залежності залишкової жорсткості та об’єму обробленої води. Цикл пом’якшення зупиняється тоді, коли залишкова жорсткість досягає кінцевого значення (значення проскокової концентрації) і спостерігається проскок солей жорсткості у фільтрат (на графіку перетин побудованої кривої залишкової жорсткості та прямої проскокової концентрації).

Об’єм обробленої води (наприклад, 10000 літрів пом’якшеної води), отриманий на момент проскоку, відповідає обсягу, що вичерпав робочу ємність іонообмінної смоли. Виходячи з отриманого об’єму пом’якшеної води 10000л, об’єму катіоніту 50 літрів і загальної жорсткості вихідної води 5 мг-екв/л отримаємо експериментально робочу ємність 1 літра використоуваного катіоніту.

С=(10000л x 5 мг-екв/л)/50 л = 1000 мг-екв/л = 1 гр-екв/л.

Точно такий же принцип розрахунку застосовується до використання нітрат-селективної сильноосновної аніонообмінної смоли в хлоридній формі для видалення нітратів, але замість загальної жорсткості використовується значення концентрації нітратів у вихідній та обробленій воді (у перерахунку в мг-екв/л).