離子交換設(shè)備

離子交換器

軟化器即為鈉離子交換器，離子交換器分為：鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類。離子交換柱(器)外殼一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復(fù)合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機(jī)玻璃(PMMA)、有機(jī)玻璃復(fù)合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質(zhì)。

用途

離子交換器主要用于純水和高純水的制備，在醫(yī)藥、化工、電子、涂裝、飲料及中高壓鍋爐給水等諸多工領(lǐng)域中已有十分廣泛的應(yīng)用。[1] 用于鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫(yī)藥、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理，工業(yè)生產(chǎn)所需進(jìn)行硬水軟化、去離子水制備的場合，還可用于食品藥物的脫色提純，貴重金屬、化工原料的回收，電鍍廢水的處理等。

組成分類編輯

動(dòng)軟化器即為鈉離子交換器，主要用于鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫(yī)藥、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理。

混床是將陰陽離子交換樹脂按一定混合比例裝填在同一個(gè)離子交換器內(nèi)，由于混合離子交換后進(jìn)入水中的H離子與OH離子立即生成電離度很低的水分子，可以使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分。混床一般設(shè)置于一級復(fù)床之后，對水質(zhì)的進(jìn)一步純化處理。當(dāng)水質(zhì)要求不高時(shí)，也可以單獨(dú)使用。

陰陽床

陰陽離子交換床也就是復(fù)床，它是由陽、陰離子交換器串聯(lián)使用，達(dá)到水的除鹽的目的。

混合床

混床是把陰陽離子交換樹脂按一定混合比例裝填在同一個(gè)離子交換器內(nèi)，因?yàn)榛旌想x子交換后進(jìn)入水中的H離子與OH離子立即生成電離度很低的水分子，能使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分。混床一般設(shè)置一級復(fù)床之后，對水質(zhì)進(jìn)一步純化處理。當(dāng)水質(zhì)要求不高的時(shí)候，也可以單獨(dú)使用。

鈉離子交換器

鈉離子交換器即軟化器是用于去除水中鈣離子、鎂離子，制取軟化水的離子交換器。組成水中硬度的鈣、鎂離子與軟化器中的離子交換樹脂進(jìn)行交換，水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換，使水中不易形成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢，從而獲得軟化水。

有機(jī)玻璃

有機(jī)玻璃離子交換裝置耐腐蝕、無色透明、適用于食品、醫(yī)藥、制糖及電子工業(yè)小規(guī)模純水制備。碳鋼襯膠離子交換裝置具有制水量大、強(qiáng)度高、成本低等特點(diǎn)，適用于大型鍋爐軟化水及大規(guī)模純水制備。

純凈水是普通水經(jīng)過電滲析，使水中原有的礦物質(zhì)含量極大的降低，同時(shí)消毒滅菌，這樣的水就成為了“純凈水"。

典型工藝流程編輯

電滲析工程典型工藝流程：

1.苦咸水淡化、地下水除氟

原水→101過濾器→精密過濾器→電滲析裝置→中空纖維超濾器→紫外線殺菌器→成品水

2.飲用純凈水、太空水生產(chǎn)

原水→機(jī)械過濾器→活性炭過濾器→精密過濾器→電滲析裝置→陽離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→中空纖維超濾器→紫外線殺菌器→臭氧滅菌裝置→成品水

3.制藥行業(yè)針劑制備、大輸液制備用水

原水→活性炭過濾器→精密過濾器→電滲析裝置→陽離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→多效蒸餾水機(jī)→成品水

4.化肥、機(jī)械行業(yè)用水

原水→機(jī)械過濾器→精密過濾器→電滲析裝置→陽離子交換器→脫氣塔→陰離子交換器→成品水

純凈水的消毒，推薦使用“臭氧"，臭氧消毒后，沒有殘留物

工作原理

工作原理就是離子的交換。

運(yùn)行時(shí)：陽樹脂(H-R)+(M+)-->：(M-R)+(H+)

陰樹脂(OH-R)+(X-)-->：(X-R)+(OH-)

其中M+為金屬離子，X-為陰離子。

再生過程為其逆過程。

離子交換器的失效控制

離子交換除鹽水處理的流程為 陽床-陰床 組成的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制，即每套一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括 陽床、（除碳器）、陰床各一臺(tái)，在離子交換除鹽運(yùn)行過程中，無論是陽床還是陰床先失效，都是同時(shí)再生；還有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制，即陽床與陽床或陰床與陰床是并聯(lián)運(yùn)行的，哪一臺(tái)交換器失效就再生哪一臺(tái)。

1 檢測和控制原理

強(qiáng)酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序?yàn)椋篎e3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.最后被其他陽離子置換下來，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是最下層的Na+；因此監(jiān)督陽離子交換器失效是以漏鈉為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（A代表金屬陽離子,R為樹脂基團(tuán)）：

An+ +nRH=RnA+n H+

HCO3- + H+ =H2O+CO2↑

強(qiáng)堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序?yàn)椋篠O42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，OH-.被其他陰離子置換下來，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是最下層的HSiO3-；因此監(jiān)督陰離子交換器失效是以漏硅為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團(tuán)）：

Bm- +mROH=RmB+mOH-

2 控制點(diǎn)和控制方法

由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優(yōu)點(diǎn)，我們在研究中主要討論以這種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。

以成都生物制品研究所蛋白分離車間純水站為例，該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為：砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5 t/h，在系統(tǒng)的失效控制研究中，我們提出單元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。

（1）RO對各有機(jī)溶質(zhì)的去除率大于NF膜。（2）不同有機(jī)溶質(zhì)的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。

3 出水水質(zhì)

原水經(jīng)一級復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率（25℃）低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L。

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