离子交换设备操作要点

『壹』 鍏ㄦ槸骞茶揣涓ㄧ诲瓙浜ゆ崲鑹茶氨锛圛EC锛夊師鐞嗐佹搷浣滆佺偣鍙婂簲鐢

绂诲瓙浜ゆ崲鑹茶氨锛圛EC锛夛紝杩欎釜寮哄ぇ鐨勫垎绂绘妧鏈锛屼互鍏剁嫭鐗圭殑鍘熺悊鍜屽箍娉涘簲鐢ㄥ惛寮曠潃绉戝﹀朵滑鐨勭洰鍏夈傚叾鏍稿績鍦ㄤ簬鍒╃敤绂诲瓙浜ゆ崲鍓傜殑绂诲瓙浜ゆ崲鐗规э紝閫氳繃绂诲瓙闂寸殑鐢佃嵎浣滅敤鍔涘樊寮傝繘琛岄珮鏁堝垎绂汇傜诲瓙浜ゆ崲鍓傜敱鍩鸿川銆佺數鑽峰熀鍥㈠拰鍙嶇诲瓙鏋勬垚锛屽垎涓洪槼绂诲瓙鍜岄槾绂诲瓙涓ょ嶇被鍨嬶紝姣忎釜绉嶇被鐨勯夋嫨鎬ч兘鐢卞钩琛″父鏁癒鍜屼翰鍜屽姏鍙傛暟濡傜诲瓙鐢佃嵎銆佺數浠峰拰鍘熷瓙搴忔暟鍐冲畾銆

绂诲瓙浜ゆ崲杩囩▼鏄涓涓鍙閫嗙殑鍔ㄦ佽繃绋嬶紝鍏剁粨鍚堝姏鍙楀埌pK鍊煎拰绛夌數鐐圭殑褰卞搷銆傚湪铔嬬櫧璐ㄥ垎绂讳腑锛岀瓑鐢电偣鍘熺悊涓庣洂姊搴︽垨pH姊搴︾粨鍚堬紝浣垮緱娲楄劚鎴愪负鍏抽敭姝ラゃ傜诲瓙浜ゆ崲鏍戣剛鐨勫瓟鐘剁粨鏋勶紝鏃犺烘槸鐤忔按鎬ф爲鑴傦紙濡傚己閰-寮遍吀-寮辩⒈鏍戣剛锛夎繕鏄浜叉按鎬ф爲鑴傦紙濡傜氦缁寸礌鍜屼氦鑱旇憽鑱氱硸锛夛紝閮戒负绂诲瓙杩佺Щ鎻愪緵浜嗘湁鍒╂潯浠讹紝浣嗛夋嫨鏃堕渶閽堝规牱鍝佺壒鎬ф潵鍐冲畾銆

鍦ㄥ疄闄呮搷浣滀腑锛岀诲瓙浜ゆ崲鍓傜殑閫夋嫨鑷冲叧閲嶈侊紝濡傞槼绂诲瓙浜ゆ崲鍓傞拡瀵规ｇ數鑽风墿璐锛岄槾绂诲瓙浜ゆ崲鍓傞拡瀵硅礋鐢佃嵎锛屾垨鑰呴拡瀵逛袱鎬х诲瓙鐨勭壒瀹歱H鑼冨洿銆傚己鍨嬩氦鎹㈠墏閫傜敤浜庡箍娉涚殑pH鑼冨洿锛岃屽急鍨嬪垯鍦ㄤ腑鎬pH鏉′欢涓嬩繚鎸侀珮浜ゆ崲瀹归噺銆傚己閰告爲鑴傚逛簬纰辨ц泲鐧借川灏ゅ叾鏈夋晥锛屽弽绂诲瓙鐨勯夋嫨鍒欏彇鍐充簬缁撳悎鍔涳紝寮洪吀鍨嬮夋嫨H鍨嬶紝寮遍吀鍨嬮夋嫨Na鍨嬨

棰勫勭悊鍜屽啀鐢熻浆鍨嬫槸缁存寔鏍戣剛鎬ц兘鐨勫叧閿鐜鑺傦紝鍙鑳藉寘鎷鏍戣剛娴告场銆侀櫎鏉傝川锛堥吀纰卞勭悊锛変互鍙婂啀鐢熸ラゃ備翰姘存ф爲鑴傚彲鑳介渶瑕佷娇鐢∟aOH/NaCl鎴朒Cl澶勭悊锛岃岀惣鑴傜硸鍒欏彲閫氳繃閰哥⒈娴告场澶勭悊銆傝呮煴鏃讹紝鏌遍珮涓庣洿寰勭殑姣斾緥銆佺诲瓙寮哄害閮戒細褰卞搷鍒嗙绘晥鏋滐紝瑁呮煴闇鍧囧寑鍒嗗竷锛岄伩鍏嶆皵娉′骇鐢熴傛牱鍝佷笂鏌辨椂锛屽钩琛＄紦鍐叉恫鏄鍩虹锛岄殢鍚庡潎鍖鍔犲叆锛屾礂鑴卞垯闇瑕佺簿缁嗚捐★紝閫氳繃鍒嗘点佹搴︽垨澶嶅悎鏂规硶鎻愰珮鍒嗚鲸鐜囥

璐ㄥ勭悊鏃讹紝浜叉按鎬ф爲鑴傞噰鐢ㄤ箼閱囨垨涓欓叜锛岄吀纰卞勭悊鐢ㄤ簬鐞艰剛绯栥傛敹闆嗘礂鑴辨恫鏃讹紝搴旀帶鍒舵祦閫燂紝鍒嗘ユ敹闆嗕互纭淇濆崟涓鐗╄川鐨勭函搴︺傜‘瀹氭礂鑴辨恫娴侀熸椂锛岄氬父鍦5~8cm³/(cm²-h)鑼冨洿鍐呭疄楠岋紝鏀堕泦1%~2%鏌变綋绉鐨勬礂鑴辨恫锛岄氳繃鐩戞祴鍚稿厜搴︾粯鍒舵礂鑴辨洸绾裤傜诲瓙浜ゆ崲鑹茶氨鍦ㄨ泲鐧借川绾鍖栵紙濡傜豢璞嗗嚑涓佽川閰讹級鍜岀瓑鐢电偣娴嬪畾锛堝傞キ璞囪眴鍑濋泦绱狅級绛夐嗗煙琛ㄧ幇鍑鸿壊锛屽嚟鍊熷叾楂樼伒鏁忓害鍜岄噸澶嶆э紝鎴愪负绉戝﹀朵滑鐨勫緱鍔涘伐鍏枫

鎬荤殑鏉ヨ达紝绂诲瓙浜ゆ崲鑹茶氨閫氳繃绮惧瘑鐨勬搷鎺у拰绛栫暐鎬у簲鐢锛屼负绉戝﹀朵滑鎻愪緵浜嗕竴绉嶅己澶х殑宸ュ叿锛岀敤浜庣簿缁嗗垎绂诲拰鍒嗘瀽澶嶆潅鐨勭敓鐗╁垎瀛愶紝鏄鐜颁唬鐢熺墿鍖栧﹀拰鍒嗗瓙鐢熺墿瀛﹀疄楠屽や腑鐨勫繀澶囨妧鏈銆

『贰』 离子交换过程的5个步骤

离子交换过程归纳为如下几个过程1.水中离子在水溶液中向树脂表面扩散2.水中离子进入树脂颗粒的交联网孔，并进行扩散3.水中离子与树脂交换基团接触，发生复分解反应，进行离子交换4.被交换下来的离子，在树脂的交联网孔内向树脂表面扩散5.被交换下来的离子，向水溶液中扩散影响交换的主要因素有流速、原料液浓度、温度等。流速原料液的流速实际上反映了达到反应平衡的时间，在交换过程中，离子进行扩散—交换—扩散一系列步骤，有效地控制流速很重要。一般，交换液流速大，离子的透析量就高，未来及交换而通过树脂层流失的量增多。因此，应根据交换容量等选择适宜的流速。原料液浓度树脂中可交换的离子与溶液中同性离子既有可能进行交换，也有可能相斥，液相离子浓度高，树脂接触机会多，较易进入树脂网孔内，液相浓度低，树脂交换容量大时，则相反。但液相离子浓度过高，将引起树脂表面及内部交联网孔收缩，也会影响离子进入网孔。实验证明，在流速一定时，溶液浓度越高，溶质的流失量液越大。温度温度越提高，离子的热运动越剧烈。单位时间碰撞次数增加，可加快反应速率。但温度太高，离子的吸附强度会降低，甚至还会影响树脂的热稳定性，经济上不利，实际生产中采用室温操作较宜。

赞同0
暂无评论

『叁』 在运行时，对逆流再生的操作工艺中需注意什么

大型逆流再生离子交换床的再生与运行操作过程与小型离子交换器的操作略微有所差别，注意事项更多，操作相对也复杂些。运行操作过程具体步骤为:小反洗，放水，顶压，再生，逆正洗，小反洗，正洗，运行等八步，水顶压法的再生各骤步：小反洗(表层反洗)；放水；正洗；再生；小反洗指逆流床在再生前，从中间排水装置引入，从上部进水装置排出，对压实层进行的冲洗。小反洗有三个作用:清洗压实层污物;疏通支排管滤网;平整、松动压实层。反洗流速10~15m/h，时间一般15~20min。小反洗流速应保证派水中无正常颗粒的交换树脂。

『肆』 离子交换法制备纯水

可按以下步骤进行操作：1、半透膜的选择透过性；2、防止气泡依附在交换树脂上影响离子的交换；3、清理交换树脂上有可能堵塞离子通过的杂质，洗至中性保证饮用的安全。
水的离子交换法制取除盐水，主要是将水中，阴离子和阳离子交换出来,设备有阳床、阴床、混床等一系列设备，其目的是使水中各种阴、阳离子等盐类物质充分脱除，所以这种水叫做"除盐水或脱盐水"。

『伍』 离子交换的基本原理和装置运行方式

离子交换的基本原理和装置运行方式

借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。下面一起来了解一下离子交换的基本原理和装置运行方式：

1.1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。

离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型;

按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;

按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离，分成两部分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理中树脂的交联度为7%～10%.

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率，一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的PH值对其电离会产生影响，影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外，还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应，服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间，离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡，其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能：如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水，机械强度用年损耗百分数表示，一般要求小于3%～7%/年。另外，温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降，阳离子比阴离子耐热性能好，盐型比酸碱型耐热好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂，从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例，以交换柱的深度为横坐标，以树脂的饱和度为纵坐标，可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言，树脂层的变化可分为三个阶段。

1.2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同，分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似，是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式，其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行，根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的.位置的不同，可分为单层床、双层床和混合床。

单层床是在离子交换器中只装填一种树脂，如果装填的是阳树脂，称为阳床;如果装填的是阴树脂，称为阴床。

双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂，由于强、弱两种树脂密度的不同，密度小的弱型树脂在上，密度大的强型树脂在下，在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂，由于阴、阳树脂混杂，因此原水流经树脂层时，阴、阳两种离子同时被树脂所吸附，其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低，有利于交换反应进行的彻底，使得出水水质大大提高。但其缺点是再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术，保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。

根据固定床原水与再生液的流动方向，又分为两种形式，原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的，称为顺流再生固定床，原水与再生液流向相反的，称为逆流再生固定床。

顺流再生固定床的构造简单，运行方便，但存在几个缺点：在通常生产条件下，即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值，再生效果也不太理想;树脂层上部再生程度高，而下部再生程度差;工作期间，原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附，置换出来的反离子随水流流经底层时，与未再生好的树脂起逆交换反应，上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子，作为泄漏离子出现在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期，由于树脂层下半部原先再生不好，交换能力低，难以吸附原水中所有被去除的离子，出水提前超出规定，导致交换器过早地失效，降低了工作效率。因此，顺流再生固定床只选用于设备出水较小，原水被去除的离子和含盐量较低的场合。

逆流再固定床的再生有两种操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以弥补顺流再生的缺点，而且出水质量显著提高，原水水质适用范围扩大，对于硬度较高的水，仍能保证出水水质，所以目前采用该法较多。

总起来说，固定床有出水水质好等优点，但固定床离子交换器存在三个缺点：一是树脂交换容量利用率低，二是在同设备中进行产水和再生工序，生产不连续，三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀，上层的饱和程度高，下层的低。

为克服固定床的缺点，开发出了连续式离子交换设备，即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内，而是处于一种连续的循环运动过程中，树脂用量可减少三分之一至二分之一，设备单位容积的处理水量还可得到提高，如双塔移动床系统和三塔移动床系统。

流动床是运行完全连续的离子交换系统，但其操作管理复杂，废水处理中较少应用。