離子交換器工藝需要將交換劑放在離子交換器(或稱為床)內(nèi)進(jìn)行，離子交換劑失效后通過再生來恢復(fù)離子交換能力。為了提高離子交換工藝的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)適用性，產(chǎn)生了不同樹脂的組合、不同的床型以及各種離子交換系統(tǒng)。常見的離子交換器有固定床(離子交換器)和連續(xù)床兩類。分類

離子交換器內(nèi)裝設(shè)的交換劑在交換過程中處于固定位置，此類離子交換器稱為固定床，并且原水的交換處理和樹脂失效后再生是在同一交換器內(nèi)、不同時(shí)間里分別進(jìn)行的。固定床離子交換器根據(jù)交換器內(nèi)樹脂的種類可分為單床、雙床和混床。裝填單一樹脂的為單床;裝填強(qiáng)、弱兩種樹脂的為雙床;裝填陰、陽(yáng)兩類樹脂的為混床。一?般情況下，固定床是指單床式同定床。

連續(xù)床離子交換器是離子交換樹脂在動(dòng)態(tài)下運(yùn)行的交換器，并且原水的交換處理和樹脂失效后的再生是在不同裝置內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的。

折疊編輯本段典型工藝流程

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(yáng)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(yáng)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(yáng)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

折疊編輯本段工作原理

工作原理就是離子的交換。

運(yùn)行時(shí):陽(yáng)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最簡(jiǎn)單的流程為陽(yáng)床-陰床組成的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制，即每套一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括 陽(yáng)床、(除碳器)、陰床各一臺(tái)，在離子交換除鹽運(yùn)行過程中，無(wú)論是陽(yáng)床還是陰床先失效，都是同時(shí)再生;還有的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制，即陽(yáng)床與陽(yáng)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(cè)和控制原理

強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂對(duì)水中各種陽(yáng)離子的吸附順序?yàn)?Fe>Al>Ca>Mg>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(yáng)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(yáng)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(yáng)離子,R為樹脂基團(tuán)):

A nRH=RnA nH

HCO3 H=H2O CO2↑

強(qiáng)堿性陰樹脂對(duì)水中各種陰離子的吸附順序?yàn)?SO4>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)):

B 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?cè)谘芯恐兄饕懻撘赃@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(yáng)床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5t/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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。

(1)RO對(duì)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(duì)乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對(duì)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(jí)復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率(25℃)低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L。