• 离子交换设备

    详细信息

    离子交换就是水中的离子和离子交换树脂上的离子所进行的等电荷摩尔量的反应,通俗的说是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺。
    复合床:用两个交换器,将阴、阳离子交换树脂按设计要求装入各自的交换器中,原水先经过阳离子交换剂,水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等被交换剂所吸附,而交换剂上可以交换的H+被置换到水中,并且和水中的阴离子生成相应的无机酸;出水再经过阴离子交换剂,水中的阴离子如SO42-、CL-、HCO3-等被交换剂所吸附,而交换剂上的可交换离子OH-被置换于水中,并和水中的H+结合成H2O。
    经过上述阴、阳离子交换器处理的水,水中的盐分被除去,此即为一级复床的除盐处理,出水水质≤10us/cm。
    混合床:在同一个交换器中,将阴、阳离子交换树脂按照一定的体积比例进行填装,在均匀混合状态下进行阴、阳离子交换,从而除去水中的盐分,出水水质电阻率≥5MΩ.cm;同时根据不同水质与使用的要求,出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。

    离子交换设备工作原理
      采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
    1、阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+
    2、阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
      阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
    RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
    由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
    离子交换树脂的保护
      到由于树脂在运行中,对进水的水质有着一定的要求,如:水中的有机物、重金属、余氯等,会影响树脂的使用性能,甚至造成树脂的直接坏死;因此在使用离子交换系统时,应对进水进行相应的预处理。
    常见有:砂滤→碳滤→离子交换系统
    为了提升离子交换树脂的使用性能,提高终端出水的水质,得到更高纯度的水,因此在使用离子交换系统时,在有预处理(砂、碳)的前提下,又对水进行高一层的保护(如反渗透、复合床等)最终经过深度处理的离子交换系统,而得到高纯度的水。
    离子交换系统常见的问题
    1、设备使用周期短:系统设计不合理、进水水质某种成份偏高、阴树脂未完全再生起来等
    2、设备出水PH值偏出正常范围:罐体内某种树脂未完全再生好、阴树脂被污染再生不起等
    3、树脂变色:树脂受到重金属(如Fe)等物质污染失效
    4、树脂再生不起:药剂投放量不够、树脂失效、再生液未清洗干净、树脂再生是未分好层、树脂再生后未混合均匀等
    5、离子交换系统出水不达标:树脂选配不合理、树脂再生未彻底等

    离子交换系统工艺特点及应用领域
      离子交换水处理设备是传统的去离子水设备,它的产水水质稳定,造价相对较低。在以往的电厂锅炉补给水都是采用阳床+阴床+混床处理工艺。
    近年来,随着反渗透、EDI等工艺的发展,离子交换水处理设备操作复杂,不容易实现自动化,浪费酸碱,运行成本高等缺点更加突出,目前更多的应用于反渗透设备的深度处理。
    小型的离子交换设备常采用有机玻璃交换柱,有利于观察树脂运行情况。如混合离子交换器再生分层是否充分,阳离子是否“中毒”等,树脂损耗情况等。
    大型的离子交换水处理设备则采用碳钢内衬环氧树脂或衬胶,中间预留可视装置,以便于离子再生时在线观测再生液水位状况。

    1、工业超纯水处理工艺,是目前工业用超纯水的制备上应用最多的一种工艺之一。
    2、电镀、电路板、日用化妆品、实验室用水、线切割等行业,由于产品使用与资金投入的原因,目前使用离子交换系统工艺的企业较为普遍
    3、食品工业离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。
    4、制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。
    5、合成化学和石油化学工业在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
    6、电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
    7、湿法冶金及其他离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵重金属。
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