離子交換設(shè)備簡介

市政自來水中通常含有種類、濃度不同的可溶性無機鹽類，在人類日常生活和工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對水中的無機鹽的種類和濃度均有不同的要求，所以必須對不符合標準的水進行脫鹽處理，傳統(tǒng)的除鹽方法采用的是陰、陽離子交換樹脂化學除鹽(離子交換設(shè)備)工藝，也叫復床處理工藝。

離子交換設(shè)備介紹

離子交換的基本原理：

采用離子交換方法，可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質(zhì)除鹽的基本反應式：

1.陽離子交換柱：R-H Na =R–Na H 2.陰離子交換柱：R–OH Cl-=R–Cl OH-

陽、陰離子交換柱串聯(lián)以后稱為復合床，其總的反應式：

R-H R-OH NaCl=R-Na R-Cl H2O

由此得出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H 和OH-所取代，而反應生成物為H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

3.混合離子交換柱（混床）：將陽、陰床尚未交換的剩余鹽類進一步除去，由于通過混合離子交換后進入水中的H 和OH-立即生成電離度很低（H2O），幾乎不存在陽床或陰床交換時產(chǎn)生的逆交換現(xiàn)象，使交換反應進行得十分徹底，因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于陽、陰離子交換柱串聯(lián)組成的復床所能達到的水質(zhì)，能制取純度相當高的成品水。

4.離子交換設(shè)備是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進行的，可去除水中的各種陰、陽離子，是制備高純水工藝流程中不可替代的手段。離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。 當原水通過離子交換柱時，水中的陽離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽樹脂的H 離子和陰樹脂的OH-離子進行交換，從而達到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達到更高的要求。

應用領(lǐng)域：

1）水處理-離子交換設(shè)備

水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業(yè)等。

2）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。例如：高果糖漿的制造是由玉米中萃出淀粉后，再經(jīng)水解反應，產(chǎn)生葡萄糖與果糖，而后經(jīng)離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理。

3）制藥行業(yè)

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。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。

4）合成化學和石油化學工業(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。用離子交換樹脂代替無機酸、堿，同樣可進行上述反應，且優(yōu)點更多。如樹脂可反復使用，產(chǎn)品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環(huán)境，反應容易控制等。

甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環(huán)境造成嚴重污染的四乙基鉛。

5）環(huán)境保護

離子交換樹脂已應用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護問題上。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì)，這些可用樹脂進行回收使用。如去除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。

6）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金屬。

去離子水原理：

去離子水：就是將水通過陽離子交換樹脂（常用的為苯乙烯型強酸性陽離子交換樹脂），則水中的陽離子被樹脂所吸收，樹脂上的陽離子H 被置換到水中，并和水中的陽離子組成相應的無機酸；含此種無機酸的水再通過陰離子交換樹脂（常用的為苯乙烯型強堿性陰離子）OH-被置換到水中，并和水中的H 結(jié)合成水，此即去離子水。去離子水在現(xiàn)代工業(yè)中有著非常廣泛的用途，使用去離子水，是我國很多行業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量的，趕超世界先進水平的重要手段之一。 由于去離子水中的離子數(shù)可以被人為的控制，從而，使它的電阻率、溶解度、腐蝕性、病毒細菌等物理、化學及病理等指標均得到良好的控制。在工業(yè)生產(chǎn)及實驗室的實驗中，如果涉及到使用水的工藝都被使用了去離子水，那么，許多參數(shù)會更接近設(shè)計或理想數(shù)據(jù)，產(chǎn)品質(zhì)量將變得易于控制。

去離子水是通過陰、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，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng)，離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床（復床）系統(tǒng)，而混床（復床）系統(tǒng)又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來制取超純水，高純水的終端工藝，他是用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達到1MΩ.cm以上，根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補給水及醫(yī)藥用超純水等工業(yè)超純水，高純水的制備上。 采用陰床，陽床，混床

去離子超純水處理設(shè)備采用反滲透主機加兩級混床

去離子超純水處理設(shè)備 離子交換樹脂的工作原理 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，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。 離子交換陰樹脂 離子交換陽樹脂 離子交換拋光樹脂 離子交換柱 離子交換樹脂的預處理

陽離子交換樹脂的預處理

先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時，在酸堿之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的HCl溶液進行，放盡酸液，用清水淋洗至中性即可待用。

陰離子交換樹脂的預處理

先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時，在堿酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行，用放盡堿液，用清水淋洗至中性即可待用。

碳鋼襯膠陽床 陰床 混床

離子交換超純水處理設(shè)備反滲透 1級混床

離子交換超純水小型反滲透 兩級混床

去離子交換超純水設(shè)備 離子交換樹脂再生工藝 離子交換樹脂在使用一段時間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進行再生處理，使之恢復原來的組成和性能。國內(nèi)樹脂的再生常用化學藥劑酸堿法使失效的樹脂恢復交換能力，酸的使用通常采用HCl或H2SO4，調(diào)配濃度為3-5%左右；堿的使用一般采用NaOH，調(diào)配濃度為3-5%左右。

一、去離子水設(shè)備反洗分層：

反洗流速10米/時，反洗時間15分鐘，以沉降后陽，陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。

二、進再生液：

用20分鐘左右的時間泵完所需的再生液，浸泡2-3個小時后采用正洗的方法，陰樹脂沖洗至出水堿度PH=8-9左右，陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。

三混合：

從底部進入氮氣（也可用壓縮空氣，真空抽氣等）進行混合，進氣壓0.1~0.15MPa，進氣量2.5~3.0米3/（米2·分），混合時間一般為5～10分種，以柱內(nèi)樹脂充分混合為終點。 有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備（4噸）有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備（0.5噸）有機玻璃柱超純水

離子交換柱設(shè)備（1噸） 離子交換樹脂超純水制備工藝的特點及應用領(lǐng)域 離子交換設(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。

隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展，離子交換設(shè)備操作復雜，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，更多的應用于反滲透的深度處理。

小型的去離子水設(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。

大型的去離子水設(shè)備則采用碳鋼內(nèi)襯環(huán)氧樹脂或襯膠，中間預留可視裝置，以便于離子再生時在線觀測再生液水位狀況。

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用最多的一種工藝之一。

2、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。

3、制藥工業(yè)去離子交換樹脂對發(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。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。

4、合成化學和石油化學工業(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。

5、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。

6、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金屬。

去離子水的處理步驟

從自來水到去離子水一般要經(jīng)過幾步處理 ：

1、先通過石英砂過濾顆粒較粗的雜質(zhì)

2、然后高壓通過反滲透膜

3、最后一般還要經(jīng)過一步紫外殺菌以去除水中的微生物

4、假如此時電阻率還沒有達到要求的話，可以再進行一次離子交換過程最高電阻率可達到18兆。

相對而言，蒸餾水只是先氣化再冷凝，其純度如電導率一般不如純度高的去離子水，半導體工業(yè)中用的大多數(shù)是高純度的去離子水設(shè)備。

離子交換設(shè)備工藝

1、預處理－反滲透－水箱－陽床－陰床－混合床－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－精制混床－精密過濾器－用水對象

2、預處理－一級反滲透－加藥機（PH調(diào)節(jié)）－中間水箱－二級反滲透－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－0.2或0.5μm精密過濾器－用水對象

3、預處理－反滲透－中間水箱－水泵－EDI裝置－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－0.2或0.5μm精密過濾器－用水對象

4、預處理－反滲透－中間水箱－水泵－EDI裝置－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－精制混床－0.2或0.5μm精密過濾器－用水對象為滿足用戶需要，達到符合標準的水質(zhì)，盡可能地減少各級的污染，在工藝設(shè)計上，取達國家自來水標準的水為源水，再設(shè)有介質(zhì)過濾器，活性碳過濾器，精密過濾器等預處理系統(tǒng)、RO反滲透主機系統(tǒng)、離子交換混床系統(tǒng)等。2100433B

樹脂罐采用進口玻璃鋼樹脂罐；樹脂使用優(yōu)質(zhì)001×7強酸型鈉離子交換樹脂；溶鹽箱采用PE材質(zhì)?？刂品绞娇煞譃榱髁靠刂坪蜁r間控制兩種。流量控制是根據(jù)周期制水量來啟動再生程序，設(shè)備運行時由專用流量計統(tǒng)計總產(chǎn)水量，當總產(chǎn)水量達到設(shè)定的周期制水量時，控制器啟動再生程序進行自動再生，設(shè)備的再生與運行時間無關(guān)，一般適合于用水量不穩(wěn)定，連續(xù)用水等的場合；時間控制是當多路閥的時間控制系統(tǒng)運行到設(shè)定再生時間時，控制器啟動再生程序進行自動再生，設(shè)備的再生與運行流量無關(guān)。

全自動軟水器軟化水設(shè)備應用離子交換原理，去除水中鈣、鎂等結(jié)垢離子，使得水質(zhì)軟化。系統(tǒng)是由樹脂罐鹽罐（軟化樹脂）、控制器組成的一體化設(shè)備。安裝了美國 FLECK公司集中控制閥的多路閥， 實現(xiàn)程序控制運行，自動再生；采用虹吸原理吸鹽，自動注水化鹽 、配比濃度無需鹽泵、溶鹽等附屬設(shè)備?？刂崎y，軟化水控制閥，控制器根據(jù)預先設(shè)定的程序，向多路閥發(fā)布指令，多路閥自動完成各個閥門的開關(guān)，從而實現(xiàn)運行、反洗、再生、正洗等各個工藝等過程。

軟化水處理設(shè)備對再生程序的試轉(zhuǎn)動及首次制備鹽水的問題

(1) 首次投用的軟化設(shè)備，必需向再生鹽罐投放足夠的固體NaCL，(數(shù)量以說明書項三“技術(shù)參數(shù)匯總表”提供的NaCL重量為準)

(2) 在不打開通水閥的情況下拉開后邊面板，手動試轉(zhuǎn)再生定時器，檢查反洗，進鹽與小沖冼、大沖冼、制水備鹽等工藝流程是否正常運轉(zhuǎn)，當確認功能完備即可維持制水備鹽程序階段，在通電通水時，會有軟水輸出，同時向鹽罐中開始送入溶解NaCL的軟水，直至此程序時間結(jié)束，又轉(zhuǎn)入自動制取軟水流程。當此設(shè)備所設(shè)定的制水程序總時間到達后，立即又會自動依次轉(zhuǎn)入反洗 進下鹽與小沖冼 大沖冼 制水備鹽 制水，周而往復地自動化完成制水與再生流程，只需分階段向鹽罐如數(shù)投加固體NaCL并定期清理鹽罐內(nèi)的雜質(zhì)，其它工作無需人工，而始終是自動化實施連續(xù)制取軟水的功能。

6. 照本說明介紹的方法設(shè)定時間和控制器，最初運行階段加強出水水質(zhì)化驗監(jiān)測并根據(jù)水質(zhì)變化調(diào)整還原程序，使之處理達到最佳工況。

7. 鹽罐內(nèi)始終保持有足夠的固體再生劑，以維持飽和食鹽水，保證每次再生周期所用的鹽量。

8. 排水管道安裝系統(tǒng)不應安裝任何閥門，且管道愈短愈好，總長少于6米，不應提高布置排水管，應防止排水管產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。

9. 軟水進入水箱前必須設(shè)置排污閥，以應急排除予料之外的超標水質(zhì)。

10.對于水質(zhì)、壓力波動的的調(diào)整問題