离子交换系统离子交换器是利用阴、阳离子交换树脂的交换吸附性能,去除水中的各种阴、阳离子,达到脱盐的目的。离子交换器按单台设备分类有阳床、阴床、混床,在水处理应用中,以多种组合形式组成多种除盐系统,以达到设计要求。离子交换器是制备高纯水的*设备,广泛应用于医药、化工、电子、电镀、锅炉等领域,与反渗透、电渗析组合处理后的水质电阻率可达到1~18M .CM。
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂 )过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化 和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂 会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的,以包含季铵盐的苯乙烯 制成的阴离子交换树脂 会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子 相结合后生成纯水。
离子交换系统阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。不论是哪一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子 及(或)氢氧根离子 ,就必须进行“再生 ”。再生 的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子 进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。
纯化方法
离子交换系统若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法 、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时,则离子交换法在整个纯化系统中,将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子,却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上,并以树脂作为培养基,使得微生物可快速生长并产生热源。因此,需配合其他的纯化方法设计使用。
离子交换法制备纯水的原理和装罝
用离子交换法制备的纯水通常称作“去离子水”,借以区别于“蒸馏水”。这种离子交换法所制备的去离子水不能除去有机物,其电导率不能表示有机物的污染程度。因它是利用了离子交抶树脂的离子交换作用,将水中外来的离子除去或减少到一定程度。近年来,由于大孔离子交换树脂的合成与应用,现已能够通过离子交换树脂来净化水中的有机物,但不够理想。离子交换树脂净化水的原理是:当含有K+、Na+Ca+、Mg+等阳离子及S04'Cl'HCO3、HSi)O3-
等阴离子的原水通过磺酸型阳离子交换树脂时,水中的阳离子为树脂所吸附,而树脂上可交换的阳离子H+则被置换到水中,