離子交換平衡，是在某種具體條件下離子交換能達(dá)到的極限情況。在實(shí)際使用中，總是希望離子交換設(shè)備能在水的高流速下運(yùn)行，所以反應(yīng)的時(shí)間是有限的，不可能讓離子交換達(dá)到平衡狀態(tài)。為此，研究影響離子交換速度的因素，是有重要實(shí)踐意義的。

    離子交換過程，是在水中離子和離子交換樹脂的可交換基團(tuán)間進(jìn)行的。樹脂的可交換基團(tuán)不規(guī)則在分布在每一顆粒中，它不僅處于樹脂顆粒的表面，而且大量處在樹脂顆粒的內(nèi)部，所以離子交換的進(jìn)行過程是比較復(fù)雜的，因?yàn)樗粏问请x子間交換位置的問題，還有離子在水中擴(kuò)散到顆粒內(nèi)部的過程。至于離子交換化學(xué)反應(yīng)本身的速度，屬于離子間的反應(yīng)，一般是很快的，所以通常說的離子交換速度，不單指此種化學(xué)反應(yīng)，而是表示水溶液中離子濃度改變的速度。

    各種運(yùn)行條件如何影響交換速度的問題，雖然已進(jìn)行了許多研究，但還是沒有*弄清楚。下面簡(jiǎn)要地?cái)⑹鲇绊戧栯x子交換速度的一些因素。

    （1）樹脂交換基團(tuán)。我們知道離子間的化學(xué)反應(yīng)速度是很快的，所以一般說來，樹脂交換基團(tuán)的不同并不影響到交換速度。例如磺酸型陽離子交換樹脂，不論其呈H、Na或其他的形態(tài)，對(duì)各種陽離子間的交換速度都很快，彼此的差別也非常小。但對(duì)于會(huì)形成弱電解質(zhì)的離子交換樹脂，情況就不同，像H型和鹽型的交換速度就會(huì)有很大差別。

    （2）樹脂的交聯(lián)度。樹脂的交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越小，則其顆粒內(nèi)擴(kuò)散越慢，交換速度就越慢，當(dāng)水中有粒徑較大的離子存在時(shí)，對(duì)交換速度影響就更為顯著。

     （3）樹脂的顆粒。樹脂顆粒越小，交換速度越快。這是因?yàn)闃渲念w粒越小，內(nèi)擴(kuò)散的距離越短；同時(shí)顆粒越小，也等于擴(kuò)大了膜擴(kuò)散的表面積，從而加快交換速度。但樹脂顆粒也不宜太小，因?yàn)樘?huì)增大水流通過樹脂層的阻力，且在反洗運(yùn)行時(shí)容易流失。

    （4）溶液的濃度。溶液濃度是影響擴(kuò)散速度的重要因素，濃度越大，擴(kuò)散速度越快。水溶液中離子濃度內(nèi)擴(kuò)散和膜擴(kuò)散有不同程度的影響。當(dāng)水溶液中離子濃度較大，膜擴(kuò)散的速度就較快，此時(shí)交換速度主要受內(nèi)擴(kuò)散的支配，即內(nèi)擴(kuò)散是決定性階段。這相當(dāng)于水處理工藝中樹脂再生時(shí)的情況。若水溶液中電解質(zhì)的濃度較小，膜擴(kuò)散的速度就變得非常慢，故交換速度受膜擴(kuò)散的支配，這相當(dāng)于用陽離子交換樹脂進(jìn)行水軟化時(shí)的情況。當(dāng)然，溶液中離子濃度變化時(shí)，樹脂因膨脹或收縮也會(huì)影響到內(nèi)擴(kuò)散。

    （5）水溫。提高水溫能同時(shí)加快內(nèi)擴(kuò)散和膜擴(kuò)散，所以離子交換設(shè)備運(yùn)行時(shí)，一般水溫保持在20～40℃。但也不能過高，因?yàn)樗疁剡^高會(huì)影響交換劑的熱穩(wěn)定性，特別是強(qiáng)堿性陰樹脂，不耐高溫。

    （6） 攪拌或提高流速。交換過程中的攪拌或提高水的流速，只能加快擴(kuò)散，但不能影響內(nèi)擴(kuò)散。

   （7）離子的本性。它對(duì)內(nèi)擴(kuò)散的速度影響較大，離子水合半徑越大，內(nèi)擴(kuò)散越慢；離子電荷數(shù)越多，內(nèi)擴(kuò)散越慢，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，陽離子增加一個(gè)電荷，其內(nèi)擴(kuò)散速度約減慢為原來的1／10。

    影響陰的因素與陽離子交換現(xiàn)象十分相似，對(duì)于陰離子交換樹脂，膜擴(kuò)散的問題現(xiàn)在還研究得很少，但可以推測(cè)，在很稀的溶液中，對(duì)于強(qiáng)堿性樹脂，膜擴(kuò)散是主要的；在濃溶液中，顆粒內(nèi)擴(kuò)散是主要的。樹脂的交聯(lián)度和離子的電荷對(duì)陰離子在樹脂顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度影響比對(duì)陽離子的影響要小得多，如陰離子每增加一個(gè)電荷對(duì)其內(nèi)擴(kuò)散速度的影響程度，僅為陽離子的1／2或1／3。當(dāng)樹脂的交聯(lián)度從5%增加到15%時(shí)，一價(jià)陽離子的內(nèi)擴(kuò)散速度降低約為原來的1／10，而一價(jià)陰離子內(nèi)擴(kuò)散速度僅降低為1／2。大孔型樹脂，其內(nèi)擴(kuò)散的速度要比普通樹脂的快得多。