一、離子交換設(shè)備概述

   離子交換就是水中的離子和離子交換樹脂上的離子所進行的等電荷摩爾量的反應(yīng)，通俗的說是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝。

1、 復(fù)合床：

   用兩個交換器，將陰、陽離子交換樹脂按設(shè)計要求裝入各自的交換器中，原水先經(jīng)過陽離子交換劑，水中的陽離子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等被交換劑所吸附，而交換劑上可以交換的H+被置換到水中，并且和水中的陰離子生成相應(yīng)的無機酸；出水再經(jīng)過陰離子交換劑，水中的陰離子如SO42-、CL-、HCO3-等被交換劑所吸附，而交換劑上的可交換離子OH-被置換于水中，并和水中的H+結(jié)合成H2O。

   經(jīng)過上述陰、陽離子交換器處理的水，水中的鹽分被除去，此即為一級復(fù)床的除鹽處理，出水水質(zhì)≤10us/cm。

2、 混合床：

   在同一個交換器中，將陰、陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進行填裝，在均勻混合狀態(tài)下進行陰、陽離子交換，從而除去水中的鹽分，出水水質(zhì)電阻率≥5MΩ.cm；同時根據(jù)不同水質(zhì)與使用的要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。

二、離子交換設(shè)備工作原理

采用離子交換方法，可以把水中呈離子態(tài)的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質(zhì)除鹽的基本反應(yīng)可以用下列方程式表達：

1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+

2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-

陽、陰離子交換樹脂總的反應(yīng)式即可寫成：RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O

由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應(yīng)生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

三、離子交換樹脂的保護

   由于樹脂在運行中，對進水的水質(zhì)有著一定的要求，如：水中的有機物、重金屬、余氯等，會影響樹脂的使用性能，甚至造成樹脂的直接壞死；因此在使用離子交換系統(tǒng)時，應(yīng)對進水進行相應(yīng)的預(yù)處理。

   為了提升離子交換樹脂的使用性能，提高終端出水的水質(zhì)，得到更高純度的水，因此在使用離子交換系統(tǒng)時，在有預(yù)處理（砂、碳）的前提下，又對水進行高一層的保護（如反滲透、復(fù)合床等）最終經(jīng)過深度處理的離子交換系統(tǒng)，而得到高純度的水。

四、離子交換系統(tǒng)常見的問題

1、設(shè)備使用周期短：系統(tǒng)設(shè)計不合理、進水水質(zhì)某種成份偏高、陰樹脂未完全再生起來等；

2、設(shè)備出水PH值偏出正常范圍：罐體內(nèi)某種樹脂未完全再生好、陰樹脂被污染再生不起等；

3、樹脂變色：樹脂受到重金屬（如Fe）等物質(zhì)污染失效；

4、樹脂再生不起：藥劑投放量不夠、樹脂失效、再生液未清洗干凈、樹脂再生是未分好層、樹脂再生后未混合均勻等；

5、離子交換系統(tǒng)出水不達標：樹脂選配不合理、樹脂再生未徹底等。

五、離子交換系統(tǒng)工藝特點

   離子交換水處理設(shè)備是傳統(tǒng)的去離子水設(shè)備，它的產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是采用陽床+陰床+混床處理工藝。近年來，隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展，離子交換水處理設(shè)備操作復(fù)雜，不容易實現(xiàn)自動化，浪費酸堿，運行成本高等缺點更加突出，目前更多的應(yīng)用于反滲透設(shè)備的深度處理。

   小型的離子交換設(shè)備常采用有機玻璃交換柱，有利于觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分，陽離子是否“中毒”等，樹脂損耗情況等。

   大型的離子交換水處理設(shè)備則采用碳鋼內(nèi)襯環(huán)氧樹脂或襯膠，中間預(yù)留可視裝置，以便于離子再生時在線觀測再生液水位狀況。

六、離子交換系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

1、工業(yè)超純水處理工藝，是目前工業(yè)用超純水的制備上應(yīng)用最多的一種工藝之一；

2、電鍍、電路板、日用化妝品、實驗室用水、線切割等行業(yè)；

3、食品工業(yè)離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上；

4、制藥工業(yè)離子交換樹脂對發(fā)展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用；

5、合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)；

6、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等；

7、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴重金屬。