2.9　盐水的二次精制

2.9.1　盐水的二次精制的目的

在离子膜制碱工艺生产过程中，盐水中钙、镁离子和其他金属离子对离子膜的破坏性很大。通常在一次盐水精制中，这些金属通过化学处理和沉淀能除到一定程度。为了保证离子膜的优良性能，必须使进槽盐水中的诸如Ca2+、Mg2+之类的杂质离子的含量控制得很低，使其达到离子膜制碱工艺对盐水质量的要求（表2-27）。

2.9.2　二次精制原理

盐水二次精制是利用一种带有苯乙烯共聚体的螯合树脂，由于亚胺二乙酸钠功能基团的化学特性类似于EDTA，对二价金属离子具有高选择性，当溶液中共存一价和二价金属离子时，它只与二价金属离子通过配位作用形成络合物，从而将溶液中的二价金属离子吸附脱除，其选择性顺序如下：

Hg>Cu>Pb>Ni>Cd>Zn>Co>Mn>Ca>Mg>Ba>Sr>Na

盐水流经螯合树脂塔时，发生下列反应：

经上述反应，盐水中的二价金属离子被螯合树脂吸附。从上面的结构式中可以看出，树脂的两个乙酸钠功能基团好似螃蟹前面的两个大脚（螯），当碰到二价金属离子时，就如上式将其“紧紧抱住”，而将原来两个乙酸钠功能基团上的一价钠离子释放，从而将溶液中的二价金属离子吸附脱除。

树脂是螯合结构，能够用盐酸进行解吸，下面是方程式：

然后再用氢氧化钠将其转换成钠型后重复使用，下面是方程式：

2.9.3　螯合树脂

2.9.3.1　螯合树脂的种类

螯合树脂的种类有很多，各国自成系列且有各种商品牌号，如日本CR-10、CR-11、ES-466，德国Lewotit TP208，法国ES-467，中国上海D403、D751、天津D-412，但就化学组成来看，螯合树脂由母体和螯合基团两部分组成，其母体有酚式、苯乙烯式等，螯合基团有亚胺基二乙酸型、胺基磷酸型等。

螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子形成环状结构，如螯钳物，故称螯合树脂。接下来的内容以上海华申树脂有限公司生产的D403为例介绍其特性。

2.9.3.2　螯合树脂的特性

螯合树脂的物理特性见表2-28。

正常树脂体积是在纯水反洗状态下测量的。实际操作时，树脂的体积和正常体积相比要缩小10%～20%，这是由盐水（从上向下流）和吸附多价阳离子引起的。

其他有关体积的特点：Na型的树脂的体积是H型的1.2～1.4倍，也就是说树脂在碱再生时体积就会膨胀。树脂在酸处理时，过量的盐酸会对再生起反作用，实际使用的是化学计量的2～3倍（表2-29）。

2.9.3.3　D403螯合树脂的生产工艺

D403螯合树脂是在苯乙烯-二乙烯苯的共聚球体上导入亚胺二乙酸基作为官能基团，其结构式为：

目前，生产这种类型的螯合树脂产品，国内外大多采用经典的氯甲基化-胺化法工艺路线，其工艺过程示意如下：

从上述工艺示意可知：以含有氯甲基基团［—CH2Cl］的苯乙烯-二乙烯苯共聚球体（俗称氯球）出发生产亚胺二乙酸基的螯合树脂，不论采用哪种方式与氯球反应导入亚胺二乙酸基团，都必须首先使用氯甲基甲醚作为氯甲基化试剂，经氯甲基化反应制备氯球。尽管该工艺路线具有技术成熟、产品系列化、成本低等优点，但是，由于使用了大量的、国际公认的强致癌物质氯甲基甲醚，环境污染严重，而且易产生亚甲基架桥副反应，影响产品性能，这是该工艺路线难以克服的缺点。

上海华申树脂有限公司将加勃利耳反应成功地用于生产离子交换树脂产品，采用了与氯甲基化-胺化法截然不同的新工艺路线。目前，利用这条新工艺路线生产的D303大孔苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂，已用于链霉素的精制。众所周知，加勃利耳反应是制备不含仲胺和叔胺杂质的各种纯粹伯胺及其衍生物的有效反应，利用该反应原理合成离子交换树脂，国内外均有文献资料报道，其工艺过程就是利用羟甲基酞酰亚胺等酰胺甲基化反应试剂，在有机溶剂和催化剂的存在下，与苯乙烯-二乙烯苯球体进行酰胺甲基化反应，然后水解，制得球体的苯环上带有伯胺基团的中间产品，利用伯胺基团上二个氢原子的化学活泼性，与氯乙酸在碱性介质中进行羧甲基化反应，制得带有亚胺二乙酸基团的D403螯合树脂产品。

（1）反应原理

①苯乙烯-二乙烯苯共聚球体的制备

②酰胺甲基化反应

③水解反应

④羧甲基化反应

（2）母体结构。D403螯合树脂是在苯乙烯-二乙烯苯的共聚球体上导入亚胺二乙酸螯合基团的高分子有机化合物。树脂母体骨架的立体结构形式，必然会对金属离子的选择吸附性产生影响，为了使亚胺二乙酸官能基团能有效快速地捕获、吸附二价金属离子，开发出大孔结构的树脂母体骨架是必要的；同时结合注入膨胀度、使用寿命、再生等各项应用性能，根据国内外同类型产品的结构形式，选择大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚球体作为D403螯合树脂的母体骨架；为取得较好的致孔效果，使用200#溶剂汽油和聚苯乙烯双组分致孔，选取了适当的交联度和一定配比的双组分致孔剂，经进一步实验证明，用这种母体骨架合成的D403螯合树脂的各项性能指标达到或超过日本的CR-11产品。

（3）团的导入应用。加勃利耳反应法生产的D403螯合树脂产品，其工艺过程可以分为酰胺甲基化反应、水解反应和羧甲基化反应三个阶段，从前面的反应原理可知，在确定了树脂的母体骨架后，酰胺甲基化反应是第一步也是关键的反应阶段，而且影响反应的因素较多，为此，选择了羟甲基酞酰亚胺、有机溶剂二氯乙烷、催化剂、反应温度及时间等影响因素，每一个因素选取四个水平数，应用正交试验法进行酰胺甲基化反应试验。试验指标选择水解反应后的伯胺球的弱碱性交换容量、含水量。根据正交试验法对试验结果进行了数据处理，确定了各因素的较好的水平数，按较好水平数的组合条件，进一步验证、调整，最后确定了较好的酰胺甲基化反应阶段的工艺条件。

水解反应和羧甲基化反应的影响因素较少，通过一般的实验方法可以较快地确定工艺条件。

2.9.4　盐水二次精制工艺

2.9.4.1　盐水二次精制工艺简述

在合格的一次盐水中加入精制盐酸，将其pH值调节控制在8.5～9.5之间，目的是将盐水中固体悬浮物得以溶解，然后将该盐水进行预热至55～65℃后送入螯合树脂塔中，该盐水在树脂塔中自上而下与螯合树脂接触，进行离子交换，使从树脂塔出来的盐水中含Ca2+、Mg2+总量不超过20μg/L。精制工艺一般有三塔流程和两塔流程两种形式。

①三塔流程为T-A/B/C。在正常情况下，树脂塔是两台串联在线运行，一台离线再生或等待，操作模式重复如下三个步骤（表2-30）。

②二塔流程为T-A/B。正常情况下，树脂塔是两台串联在线运行，然后一台在线运行另一台离线再生。操作模式重复如下三个步骤（表2-31）。

从表2-30可以看出，三塔流程仅一次投资稍大，但对盐水质量的控制较二塔流程有保障得多。

2.9.4.2　盐水二次精制三塔工艺

盐水二次精制三塔工艺流程见图2-44。

在典型流程中，存在纯水置换工艺、空气吹扫分散工艺两种工艺。图2-45是纯水置换工艺流程，图2-46是空气吹扫分散工艺流程。

空气置换工艺改进流程，具有操作稳定、设备简单、节约纯水和盐水的特点。

图2-46流程工艺使用了压缩空气，但是压缩空气借用原有的工艺管道，在不增加原有管道上自控阀门的情况下可以由原工艺设备螯合树脂塔的上下管口进入螯合树脂塔。由树脂塔上管口气体分布器进入螯合树脂塔的压缩空气可以排除树脂塔中的精盐水和再生用酸碱，替换了以前使用的纯水，大大减少了纯水的消耗。而且，由压缩空气彻底替换大流量纯水反洗松动树脂的步骤，不仅可以极大降低纯水的使用，也使疏松树脂的效果更加完美，极大提高了树脂再生效果。在酸再生和碱再生过程中，由树脂塔的下部管口气体鼓泡器通入压缩空气起到扰动混合作用，使树脂再生更充分，解决了树脂再生不完全的问题。使用压缩空气替代纯水排液，使再生周期内的精盐水直接进入精盐水罐，不再产生回收淡盐水，降低了能耗，同理也减少了螯合树脂再生用酸碱废水的排放。纯水的节约、废水量的减少大大降低了工艺的成本。

2.9.5　盐水二次精制的正常操作

2.9.5.1　正常操作的条件

在正常操作的情况下，盐水二次精制的操作条件如表2-32所示。

不管是三塔流程还是二塔流程，二次精制盐水质量控制指标均必须达到如下要求（表2-33）。

2.9.5.2　正常操作条件的调节及控制原因

为了建立上述操作条件，应进行下列调节（以三塔流程为例）。

（1）进塔盐水流量。进塔盐水流量超出设计流量时将使盐水质量失去控制。

（2）进料盐水的温度。温度过低会降低螯合树脂的吸附容量，相反，温度过高会加速螯合树脂的变质。

（3）进料盐水的pH值。进料盐水的pH值是通过加入精盐酸的量来调节，进料盐水的pH值低于8.5时，会降低螯合树脂的吸附能力；pH值高于10.5时，Mg2+变成Mg（OH）2晶体析出，而不能被螯合树脂吸附。

（4）进料盐水的Ca2++Mg2+的浓度。一旦进料盐水的Ca2++Mg2+的浓度大于3.0mg/L，二次盐水中的Ca2++Mg2+的浓度将上升。

（5）进料盐水的Sr2+的浓度。一旦进料盐水的Sr2+的浓度超过2.5mg/L，Sr2+就会漏过。

（6）第一塔出口处盐水中Ca2++Mg2+的浓度。当指标超过0.2mg/L（以Ca计）时，即使该塔没有达到运行时间，也应将该塔提前进入再生操作。

（7）第二塔出口处盐水中Ca2+、Mg2+、Sr2+的含量。当Ca2+、Mg2+、Sr2+的指标超过规定范围，即使没有达到运行时间，也应将第一塔提前进入再生操作。

（8）进料盐水中的SS含量。一旦SS含量超过控制值，会加速螯合树脂塔的压降升高速度，同时SS中若含有Ca2+、Mg2+、Sr2+，将直接进入电槽，并在电槽中溶解而释放出大量的Ca2+、Mg2+、Sr2+。

（9）进料盐水的游离氯的含量。游离氯的存在会损坏螯合树脂并加速树脂颗粒粉化，使螯合树脂的吸附能力下降。

（10）第二塔出口处盐水的pH值。刚刚再生完时，螯合树脂塔中还会残留一些NaOH，因此出口处盐水的pH值会暂时高一些，但这没有问题，若在正常运行时发生偏差，必须立即停车检查。

（11）树脂塔间的压差。当树脂塔间的压差大于100kPa/塔时，树脂塔就不能处理所需的盐水量，应将第一塔提前进入再生操作。

（12）反冲洗时树脂层膨胀过高。一旦发生该情况，应立即调节反冲洗的流量。这种情况在纯水温度发生变化时，尤其会发生。

2.9.5.3　树脂塔的再生

国内盐水二次精制的工艺有多种，有关树脂塔的再生的方法也多种多样，下面以三塔流程工艺为代表阐述树脂塔的再生过程。在正常操作情况下，每24h三台树脂塔的一台由PLC全自动进行离线再生，再生一次大约需6h。

（1）树脂塔的再生步骤（表2-34）

注：UF表示向上流，DF表示向下流。

（2）树脂塔再生每步的作用

①排液。为了避免螯合树脂在反冲洗时被冲走，用工艺空气将塔中的残留盐水排出。

②第一次反洗。在正常操作时，盐水中的SS沉积于螯合树脂层的上面，有一些螯合树脂颗粒结成了块状，因此，从树脂塔的底部打入纯水，以除去螯合树脂层上面的SS，打散成块的螯合树脂和松动的螯合树脂层。为防止螯合树脂从树脂塔中流出来，冲洗水应从安装在树脂塔中间带滤网的出口处排出。

③鼓泡-1。从树脂塔的底部通入工艺空气，以搅拌和分散螯合树脂。

④静止-1 。用来静置悬浮的螯合树脂。

⑤水洗。为了完全除去螯合树脂层中的盐分，加纯水自上而下进行洗涤。

⑥第二次反冲洗。目的同第一次反洗，从树脂塔的底部打入纯水，从塔顶的出口流出。

⑦静止-2 。用来静置悬浮的螯合树脂。

⑧加盐酸。加盐酸是用来解吸被螯合树脂吸附了的金属离子。此步螯合树脂会有些收缩。

⑨盐酸排放。解吸后，没有反应的盐酸还残留在螯合树脂层中，应将它排出，同时从树脂塔的顶部加入纯水。

⑩排液。此步骤的下一步将用NaOH使螯合树脂从H型转化为Na型。在加NaOH之前，应用工艺空气将塔内残留的酸水排放掉，以防止NaOH的损失。

加NaOH。稀碱液从塔底部加入，用后的碱液从树脂塔中间带滤网的出口排出。此步螯合树脂会膨胀。

加水。加NaOH后，没有反应的NaOH会留在塔的底部，为了充分利用残留的NaOH，从树脂塔的底部加入纯水。

鼓泡-2。从树脂塔的底部通入工艺空气，该步是为了充分与树脂接触，进一步利用NaOH。

静止-3。

排放碱液。为了排放掉塔内残留的NaOH，用二次精制盐水从塔的中部加入，底部排出。

第二次反冲洗。在上一步中，盐水还会残留在塔中，在冬季时盐水会结晶。为了防止此现象发生，用纯水将其稀释。

鼓泡-3。为了使塔内盐水浓度均匀，从树脂塔的底部通入工艺空气，以混合盐水。

静止-4。用来静置悬浮的螯合树脂。

（3）树脂塔再生需要注意的事项

①树脂塔在碱再生时体积会膨胀。Na型树脂的体积大约是H型树脂的1.2～1.4倍。

②树脂的填充高度。一般为1.05～1.3m，且满足交换容量的要求。

③纯水反洗。用纯水从塔底部进，塔顶排出，控制流速至7～15m/h，充分搅动树脂层，使树脂反洗展开率控制为50%～100%，洗至出水澄清、无泡沫、无细碎树脂为止。

④盐酸再生。配制5%～6%的稀盐酸溶液，从顶部进，底部排出，控制流速至4～6m/h，树脂接触时间不少于2h，再生比耗为2～2.5；盐酸再生完后可浸泡一段时间，时间可长可短。

⑤纯水洗。用纯水从顶部进，底部排出，置换树脂塔内的残余盐酸，置换流速为5～10m/h，洗至出水pH 6～7时为止。

⑥NaOH再生。配制5%～6%的稀NaOH溶液，逆流或顺流进均可，但控制流速为2～4m/h；树脂再生时间不少于2h，再生比耗为2～2.5，进完NaOH后，也可以浸泡一会；时间可长可短。

⑦纯水洗。用纯水置换（逆流或顺流进，按进NaOH的顺序）树脂塔内的残余NaOH，置换流速同再生流速，置换出水pH 7～8时为止。

⑧盐水置换。用滤后的盐水置换塔内纯水，置换流速同运行流速，置换完后，树脂进入工作状态。

（4）树脂的储存

①纤维桶层叠堆放可以堆放4个。

②纤维桶要放在暖和的地方（室内、10～30℃），不要受潮，如果保存在寒冷的地方，树脂将会受冻，可能引起受损或破坏。

③树脂在使用时一旦变干，不能再浸在水或盐水中，在树脂塔反洗时将其流出，因此在使用前，一定要将聚乙烯袋系紧，以免树脂变干。

（5）树脂的填充

①用纯水把整个树脂塔清洗干净。

②引入纯水到塔内一半液位。

③打开树脂塔上面的手孔，将树脂颗粒通过手孔引入塔内。注意填充树脂时，不要将外部材料混进树脂颗粒中。准备一个合适的PVC制的漏斗，用来引入树脂颗粒到树脂塔内。当引入树脂层高度高于105cm时，关闭上面的手孔。

④在树脂填充过程中，应注意纯水液位要始终高于树脂层，如果水少了，应适当加些纯水进树脂塔内，使纯水液位刚好超过树脂层。

⑤用纯水充满塔。

2.9.6　盐水二次精制的正常开车程序

2.9.6.1　初次开车程序

（1）用纯水清洗每一个工作环节并检查是否符合要求，全部用纯水替代所有物料模拟运行各系统并确认无误。

①启动螯合树脂塔。

②向螯合树脂塔送纯水，用纯水替代盐水模拟运行。

③不断分析螯合树脂塔出口纯水中含有的杂质离子含量，直至符合指标。

（2）盐水操作

①确认一次盐水系统正常。

②启动螯合树脂塔。

③将螯合树脂塔出口盐水向脱氯盐水受槽送盐水并打循环。

④不断分析螯合树脂塔出口盐水质量，直至符合指标。

2.9.6.2　正常开车程序

正常开车程序执行上述第（2）项操作。

2.9.7　盐水二次精制的正常停车程序

2.9.7.1　正常停车前应检查的项目

（1）调节树脂塔前后储槽中的液位。

（2）将原料量调节到在停车时为最小量。

2.9.7.2　正常停车程序

（1）送给电解的盐水量根据电解的负荷进行调节。

（2）当供给电解的盐水停止后，所有的泵停止，所有的原料阀关闭。

（3）开始对树脂塔进行再生，然后等待。

如果停车时间超过1个月，需把树脂浸泡在稀NaCl溶液中。在冬季，为防止系统冻结，要排掉设备、配管中的液体。

2.9.8　树脂塔的结构

2.9.8.1　树脂塔的结构

树脂塔为钢衬低钙镁橡胶的桶体结构见图2-47，下有树脂支撑设施。树脂支撑设施形式一般有两种，一种是管板加水帽（过滤元件，见图2-48）形式，管板材质为钢衬低钙镁橡胶，水帽材质为ABS；另一种是管板夹支撑网形式，管板材质为钢衬低钙镁橡胶，支撑网材质为PVDF ，规格60目。在树脂支撑设施中装填有树脂，在其顶部有盐水分布器（见图2-49）。

图2-50为采用全金属塔内件、截面形状为等腰三角形的金属丝，在骨架上螺旋缠绕成管，根据需要控制螺距形成不同的缝隙，分别制作成过滤管和反洗拦截管。将过滤管安装在树脂塔底部，树脂塔任何工作状态时，只允许盐水或反洗水正常通过，而树脂不能从塔的底部流出；反洗拦截管安装在树脂塔反洗水出口上，树脂塔再生反洗时，允许反洗水和破碎的小颗粒树脂通过，而正常粒径的树脂不能从反洗管口流出。

2.9.8.2　树脂塔安装注意事项

（1）“水帽”的安装力度要适中。“水帽”与塔底板接触的紧固部位上下各有一个橡胶密封垫圈。下部有两个扁螺母重叠使用，上面一个为紧固螺母，下面一个为防松锁紧螺母。塔底板上下衬胶面均应平整。在安装时，上面接触塔底板的一个螺母不应旋拧过紧，以防水帽柄受力过大，特别是在温度变化较大时可能会产生更大的应力；而防松锁紧螺母与紧固螺母应旋紧，防止“水帽”松动脱落。

（2）盐水分布器的安装要求水平，防止盐水分布不均或树脂再生不充分。

2.9.9　树脂塔操作过程中异常情况处理

2.9.9.1　精制盐水杂质离子的增加

当第一塔出口Ca2++Mg2+浓度（总钙量）超过200μg/L，或第二塔出口Ca2++Mg2+浓度（总钙量）超过20μg/L，或第二塔出口Sr2+浓度超标时，检查下列各项。

（1）进树脂塔盐水有害离子及SS含量增加。进树脂塔盐水要求含Ca2++Mg2+<3.0 mg/L，SS含量在1mg/L以内。螯合树脂的交换容量是一定的，如果盐水含Ca2+、Mg2+过高，通过树脂床层时有部分Ca2+、Mg2+来不及螯合交换而进入后道工序。SS含量过高，会使悬浮物进到树脂塔里附着在树脂表面影响交换能力，严重时还会堵塞树脂颗粒间隙，造成床层压降上升快、加速树脂破损、导致树脂失效，同时，螯合树脂对沉淀物是没有螯合交换能力的。

（2）进树脂塔盐水pH值变化。树脂对Ca2+、Mg2+的交换能力随盐水的pH值上升而增大，但一般不大于11，因为盐水pH值大于11时，在高浓度盐水中的Mg2+以Mg（OH）2胶状沉淀存在，螯合树脂对分子态的Mg（OH）2胶状沉淀是没有螯合交换能力的。一般螯合树脂使用的最佳盐水pH值为9.0±0.5。 当pH值太低时，螯合树脂以H型存在，失去了离子交换能力，此时必须进行再生，使螯合树脂从H型转化为Na型。

（3）进树脂塔盐水流量及温度的变化。盐水流量的波动会影响盐水与螯合树脂的接触时间及反应时间，低流量盐水与螯合树脂的螯合交换时间就稍长，盐水中Ca2+、Mg2+交换得就越彻底，反之流量高时盐水与螯合树脂反应时间就短，盐水Ca2+、Mg2+交换得就不彻底，会使处理后的盐水中Ca2+、Mg2+含量增加；合适的温度会使螯合树脂发挥其最佳的螯合交换能力，温度太低会降低树脂的螯合交换能力，太高会缩短树脂的使用寿命，树脂最佳操作温度为50～60℃。

（4）进树脂塔盐水中游离氯的浓度超标。游离氯是强氧化剂，容易对树脂造成氧化降解，不仅损害了树脂的强度，还降低了树脂的交换能力；盐水有时会含有一定量的氯酸盐，在酸再生时，与盐水中的酸反应生成游离氯，从而会损害树脂；若发现游离氯超标，要及时调整在线自动加亚硫酸盐的数量，控制游离氯在合格范围。

有观点认为，在该系统中增加活性炭保安装置，使游离氯与活性炭发生反应，达到保护树脂的目的。该办法理论上是可行的，但并不能完全起到保护树脂的目的。最好的办法还是及时调整在线自动加亚硫酸盐的数量。

2.9.9.2　螯合树脂性能的下降

（1）螯合树脂破碎。用于螯合树脂再生的化学品浓度太高或受氧化物的影响，会导致螯合树脂破碎，从而造成螯合树脂离子交换能力的下降。

（2）螯合树脂中毒。正常情况下螯合树脂的颜色是浅黄色的，若树脂的颜色不正常，就意味着是被有机物或重金属等氧化或污染了。

（3）螯合树脂层不平整。螯合树脂层不平整会导致塔内盐水分布不均匀，影响树脂交换能力。

（4）螯合树脂数量不足。如果螯合树脂数量不足，应缩短树脂塔的操作时间，并及时补充树脂。

2.9.9.3　螯合树脂再生不正常

（1）再生所用的化学试剂不符合要求。再生所用的化学试剂若数量不足，用两倍数量的化学品再生（倍量再生），直至调节好数量。

（2）再生反冲洗时螯合树脂膨胀速率不正常。若再生反冲洗时螯合树脂膨胀速率不正常，必须调节好纯水的温度和流量。

（3）螯合树脂塔出口pH值不正常。若再生后螯合树脂塔出口pH值低于标准值，必须确认和调节一下所有有关氢氧化钠加料的项目，有可能氢氧化钠加料不充分。

（4）螯合树脂再生不充分。螯合树脂工作一段时间以后，必须离线进行再生，将Ca型、Mg型树脂转化为H型树脂，再转化为Na型树脂，以备下次在线工作。如果再生不彻底，树脂吸附的Ca2+、Mg2+交换不下来，再次在线运行时就不能再进行螯合交换，这样会严重影响树脂的螯合交换量。

2.9.10　螯合树脂的交换能力

完全再生成Na型的螯合树脂进入正常运行时，开始没有Ca2+、Mg2+等杂质离子检出，但随着吸附操作的持续，Ca2+、Mg2+等杂质离子开始逐渐增加，最后排出液中的Ca2+、Mg2+等杂质离子含量与进入螯合树脂塔的原液越来越接近。我们将Ca2+、Mg2+等杂质离子开始泄漏的那一点称为穿破点（BTP），而开始穿破（BTP）时所吸附的Ca2+、Mg2+等杂质离子数量称为穿破容量（BTC）。

由于穿破容量（BTC）随共存离子的种类、空速、pH值、温度等变化而变化，因此必须对这些因素进行控制。BTC与钙离子浓度的关系见图2-51。

可以看出，交换容量越大的树脂，BTC越大，因此应尽可能选用高交换容量树脂。BTC与空速（SV）的关系见图2-52。

可以看出，空塔流速越小，BTC越大，因此应尽可能选用低空塔流速，但也要兼顾设备和树脂费用。BTC与温度的关系见图2-53。

可以看出，温度越高，BTC越大，因此应尽可能提高盐水温度，但也要考虑高温情况下树脂强度下降和设备材质强度下降的情况。

BTC与pH值的关系见图2-54。

可以看出，pH值越大，BTC越大，但在pH 10以后趋于平滑，因此应尽可能控制pH值在9～10之间。