Abstract
Mixed-bed ion exchange performance was studied experimentally with variations of cation to anion resin ratio, resin weight and temperature at ultralow sodium chloride solution concentrations of less than $1.0{\times}10^{-4}M$. Analyzing the effluent concentration histories the performance test was examined as a function of tested solution volume for a laboratory-scale continuous flow column until both the cation and anion-exchange resins were exhausted. Initial leakage was observed for both cation and anion breakthrough curves, but serious at cation breakthrough curve because of low selectivity coefficient. The slope of breakthrough curve was affected by selectivity coefficient and temperature. The slope of anion breakthrough curve was steep because of the large selectivity coefficient, and ion exchange rates increased as temperature increased. The temperature effect decreased as the total volume was increased or as the resins were exhausted.
본 연구에서는 NaCl수용액의 초저이온 농도범위 ($1.0{\times}10^{-4}M$ 이하)에서 양이온 교환수지 대 음이온 교환수지의 비, 수지량, 계의 온도를 함수로 한 혼합층 이온교환의 거동을 실험적으로 연구하였다. 실험실 크기의 연속흐름 칼럼을 통하여 양이온 교환수지와 음이온 교환수지의 교환능이 소모될 때까지의 유출농도를 처리된 유량의 함수로 측정하여 파과곡선을 구하였다. 초기누출은 수지량이 적은 경우 양이온과 음이온의 파과곡선에 나타났으나, 선택도계수가 낮은 양이온의 파과곡선에 현격하게 크게 나타났다. 선택도계수는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 계수값이 큰 음이온의 파과곡선의 기울기가 급격하였다. 온도변화는 파과곡선의 기울기에 영향을 미쳤으며, 온도가 증가할수록 이온교환속도가 증가하였다. 이 온도효과는 수지비에 관계없이 수지총량이 증가할수록 또는 이온교환수지의 교환능이 감소하여 파과곡선이 평형에 가까워질수록 감소하였다.
