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：交換到達穿透點時，停止工作，再生前要進行反沖洗。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，達到分離的目的。

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

　　按其化學(xué)活性基團性質(zhì)(交換基或官能團)：

　　陽離子交換樹脂(弱酸性、強酸性);

　　陰離子交換樹脂(弱堿性、強堿性)。

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

　　例如常將強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)。這種樹脂以鈉型運行使用后，可用鹽水再生(不用強酸)。

　　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-)運行。強酸性樹脂及強堿性樹脂在轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型和氯型后，就不再具有強酸性及強堿性，但它們?nèi)匀挥羞@些樹脂的其他典型性能，如離解性強和工作的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。科海思作為集廢水處理、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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