干貨|離子交換系統(tǒng)及工藝原理，淺顯易懂

　　離子交換樹脂系統(tǒng)是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進(jìn)行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂單獨或按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng)、離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床系統(tǒng)。

　　離子交換的原理

　　離子交換化學(xué)過程的工作原理是從水中除去溶解的離子污染物，這些離子交換成更好的離子，不會降低水質(zhì)。

　　整個交換過程有可能集中在陰離子和陽離子上。陰離子是帶負(fù)電的離子，而陽離子是帶正電的離子。如從水中除去帶正電荷的陽離子后，它們將被更好的陽離子(如鈉)代替。

　　離子交換過程將在液體和固體之間進(jìn)行。液體指的是水(或水溶液)，固體指的則是離子交換樹脂等材料。

　　離子交換工藝過程

　　離子交換工藝過程一般包括過濾(工作交換)、反洗、再生和清洗等4個階段。這四個階段依次進(jìn)行，形成不斷循環(huán)的工作周期。

　　過濾階段：利用離子交換樹脂的交換能力，從廢水中分離需要去除的離子的操作過程。

　　反沖洗階段：交換到達(dá)穿透點時，停止工作，再生前要進(jìn)行反沖洗。其目的 一是松動樹脂層，使再生液能均勻滲入層中，與交換劑顆粒充分接觸;二是把過濾過程中產(chǎn)生的破碎粒子和截留的污物沖走。

　　再生階段：此階段是樹脂再生的推動力，離子交換樹脂的再生是離子交換的逆過程。

　　清洗階段：此階段主要是洗滌殘留的再生液和再生時可能出現(xiàn)的反應(yīng)產(chǎn)物。

　　通常清洗的水流方向和過濾時一樣，所以又稱為正洗。清洗過程后期應(yīng)特別注意掌握清洗終點的pH值(尤其是弱酸樹脂轉(zhuǎn)型之后的清洗)，避免重新消耗樹脂的交換容量。

　　離子交換樹脂是離子交換系統(tǒng)的重要組成部分

　　在離子交換系統(tǒng)中利用離子交換樹脂作為吸附劑，將溶液中的待分離組分，依據(jù)其電荷差異，依靠庫侖力吸附在樹脂上，然后利用合適的洗脫劑將吸附質(zhì)從樹脂上洗脫下來，達(dá)到分離的目的。

　　離子交換樹脂，是帶有官能團(tuán)(有交換離子的活性基團(tuán))、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。

　　按其化學(xué)活性基團(tuán)性質(zhì)(交換基或官能團(tuán))：

　　陽離子交換樹脂(弱酸性、強(qiáng)酸性);

　　陰離子交換樹脂(弱堿性、強(qiáng)堿性)。

　　在樹脂的實際使用中，常將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子形式運(yùn)行，以適應(yīng)各種需要。

　　例如常將強(qiáng)酸性陽離子樹脂與氯化鈉作用，轉(zhuǎn)變成鈉型樹脂再使用。工作時，鈉型樹脂放出鈉離子，與溶液中的鈣離子、鎂離子等陽離子交換吸附，從而除去這些離子。反應(yīng)時沒有放出H+，可避免溶液pH下降和由此產(chǎn)生的副作用(如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等)。這種樹脂以鈉型運(yùn)行使用后，可用鹽水再生(不用強(qiáng)酸)。

　　陰離子樹脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?，工作時放出Cl-而吸附交換其他陰離子，它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫?HCO3-)運(yùn)行。強(qiáng)酸性樹脂及強(qiáng)堿性樹脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后，就不再具有強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性，但它們?nèi)匀挥羞@些樹脂的其他典型性能，如離解性強(qiáng)和工作的pH范圍寬廣等。

　　離子交換設(shè)備有哪些

　　常用的離子交換設(shè)備有固定床、移動床、流動床。

　　固定床：在工作時床層固定不變，水流由上而下流動。其優(yōu)點主要表現(xiàn)在設(shè)備緊湊、操作簡單、出水水質(zhì)好。

　　移動床：包括交換柱和再生柱兩個主要部分，工作時定期從交換柱排出部分失效樹脂，送到再生柱再生，同時補(bǔ)充等量的新樹脂參與工作。有托床、落床、送脂等周期性的動作，制水過程不完全是連續(xù)的。

　　流動床：離子交換過程完全連續(xù)，即做到連續(xù)性送水、制水、樹脂連續(xù)性再生與送脂。具有樹脂裝載量小、水質(zhì)好、設(shè)備簡單、操作方便等特點。

　　雖然離子交換系統(tǒng)無法去除水中所有污染物，但可以有效去除被視為離子的污染物。在實際應(yīng)用中可根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、生產(chǎn)能力等來確定合適的離子交換工藝?？坪Ｋ甲鳛榧瘡U水處理、工藝設(shè)備、工程承接于一體的綜合服務(wù)商，經(jīng)過十余年的水處理的探索與實踐，形成一套成熟且完善的離子交換水處理工藝。

　　目前已成功服務(wù)于新能源、垃圾滲濾液、電鍍、電子、濕法冶金、煤礦礦井水、煤化工/電廠循環(huán)水排污水、氯堿化工、鋼鐵酸洗等多個行業(yè)客戶。

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