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离子交换系统是通过阴、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，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。离子交换树脂系统工作原理：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：去离子水设备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 H2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。阳离子交换树脂系统的预处理：先用清水对树脂进行冲洗，然后用4~5%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2~4小时，在酸碱之间用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重复2~3次，每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行，放尽酸液，用清水淋洗至中性即可待用。离子水设备的工艺特点及应用领域：离子交换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。大型的离子交换设备则采用玻璃纤维钢或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。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。混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备。所谓混床，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。是离子交换除盐（纯水）系统中常用的深度除盐设备，在除盐系统中，可设置在电渗析、反渗透和阳、阴一级化学除盐等装置之后，制造高品质的除盐水和高纯水。由于阳树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1：2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。具有以下优点：(1)出水水质优良，出水pH值接近中性。(2)出水水质稳定，短时间运行条件变化（如进水水质或组分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。(3)间断运行对出水水质的影响小，恢复到停运前水质所需的时间比较短。其中体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。由于阳阴树脂紧密接触，混合床可以看成是由无数微型双床除盐系统串联而成的。该设备出水水质纯度高；工作条件变化时对出水水质影响小，工作周期较长；间断运行对出水水质的影响小；交换终点明显。纯水、高纯水的制备。一级反渗透的产水经过混床设备处理后，水质达到超纯水水质标准。超纯水混床系统工作原理：混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，在运行前将它们均匀混合，所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床，水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器，则被树脂交换，而得到高度纯水。在混合床中，由于阴、阳树脂是相互混匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行，或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的，经H型交换所产生的H 和经过OH型交换所产生的OH-都不能积累起来，基本上消除反离子的影响，交换进行得比较彻底。由于进入混合床的初级纯水质较好，交换器的负载较轻，树脂的交换能力很长时间才被子耗竭。本混合床采用体内再生法，再生时首先利用两种树脂的比重不同，用反洗使用权阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。结构简述：一、再生装置：阴离子交换树脂再生碱液在高于阴离子交换树脂面300毫米处母管进液(Φ400、500、600采用单母管进液，Φ800、2500采用双母管进液)，管上小孔布液，管外采用塑料窗纱60目尼龙网布包覆。阳离子交换树脂再生酸性由底部排水装置的多孔板上排水帽进入。二、中排装置：中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上，用于再生排泄酸、碱还原液和冲洗型，型式分为双母管或支母管式，管子小孔外包覆塑料窗纱及60目尼龙网各一层。三、排水装置采用多孔板上装设PB2-500型叠片式排水帽,或宝塔式ABS型排水帽,多孔板材质按设备规格不同而异。四、进水、出水管径按管道内工质流速为1.5米/秒。五、树脂的反洗膨胀率：由于阴离子交换树脂的反洗膨胀率各不相同，结合实际运行的经验，采用反洗膨胀率为100%，在阴阳树脂分界面处，树脂表面层及最大反洗膨胀高度处各设视镜一个，用以观察树脂表面以及反洗树脂的情况。六、树脂的输送：树脂的输入和卸出均考虑采用水力输送，筒体上部设树脂输入口，在简体下部近多孔板处设树脂卸出口。七、混床设备比较好用一点的还是有机玻璃柱的那种，因为分层的时候比较容易看得清楚。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸化工等工业部门应用。混合离子交换器具有以下优点：1、出水水质纯度高，出水含盐量在１mg/l以下，电导率在0.２-0.5μs/cm之间；2、工作条件变化时，对出水水质影响小，工作周期长；3、快速正洗，再生总耗时少；4、间断运行对出水水质的影响小，混床停运一段时间后，再投入运行，只需将树脂层中的水置换出来就即可；5、交换终点明显，当任一树脂失效，电导率会由稳定的低值，迅速上升，有利于实现自动控制；

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