一、設(shè)備簡介:
??? 離子交換是水處理技術(shù)中最常用的一種，離子交換器是利用陰陽離子交換樹脂的選擇性及平衡反應(yīng)原理除去水中的電解質(zhì)離子的一種水處理設(shè)備，在水處理的應(yīng)用方面最為廣泛，特別是高純水制取的必備設(shè)備。
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??? 離子交換是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的，可去除水中的各種陰、陽離子，是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。
??? 離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。
??? 當(dāng)原水通過離子交換柱時(shí)，水中的陽離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。
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離子交換機(jī)規(guī)格表（單位：mm） ? | ||
型號（直徑X高度） |
材質(zhì) |
出水量（m3/h） |
￠50XX1000 |
有機(jī)玻璃 |
0.2 |
￠200X1500 |
有機(jī)玻璃 |
0.3 |
￠200X2000 |
有機(jī)玻璃 |
0.5 |
￠250X2000 |
有機(jī)玻璃 |
0.7 |
￠300X2000 |
有機(jī)玻璃 |
1.0 |
￠400X2000 |
有機(jī)玻璃 |
2.0 |
￠500X2000 |
有機(jī)玻璃 |
3.0 |
￠600X2000 |
不銹鋼襯膠 |
4.0 |
￠700X2000 |
不銹鋼襯膠 |
5.0 |
￠400X3000 |
鋼襯膠 |
3.0 |
￠500X3500 |
鋼襯膠 |
4.0 |
￠600X3580 |
鋼襯膠 |
5.0 |
￠800X3760 |
鋼襯膠 |
8.0 |
￠1000X3970 |
鋼襯膠 |
12.0 |
?1600X4960 |
鋼襯膠 |
30.0 |
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二、工作原理
（1）陽離子交換器
??? 當(dāng)原水進(jìn)入裝有H型的陽離子交換樹脂的陽離子交換器，使水中含有的各種陽離子和離子交換樹脂上的H+發(fā)生如下反應(yīng)：
????????????????????????????????? Fe3+3HR-→FeR+3H+
????????????????????????????????? Ca2++2HR-→CaR+2H+
????????????????????????????????? Mg2++2HR-→MgR+2H+
????????????????????????????????? Na++HR-→Na+H+
??? 上述反應(yīng)的結(jié)果是水中的各種陽離子（Fe3、Ca2+、Mg2+、Na+）被吸附在離子交換樹脂上，而離子交換樹脂上的H+，它和水中各種陰離子發(fā)生作用
生成各種酸類。
??? 如：H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等
（2）陰離子交換器
??? 陽離子交換后帶有酸性的水進(jìn)入裝有OH型陰離子交換樹脂的陰離子交換器，發(fā)生如下反應(yīng)：
????????????????????????????????? H2SO4+2ROH-→R2SO4+2H2O
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????????????????????????????????? H2CO3+2ROH-→R2CO3+2H2O
????????????????????????????????? HCI+ROH-→RCI+H2O
????????????????????????????????? H2SiO3+ROH-→RHSiO3+H2O
??? 由此可見，經(jīng)陽-陰離子交換處理后，水中的各種離子幾乎除去，一般可除去水中含鹽量99%以上。
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三、結(jié)構(gòu)簡述
（1）進(jìn)水裝置
??? 在交換器上部設(shè)有進(jìn)水裝置使水能均勻分布。
（2）中排裝置
??? 中排裝置設(shè)置在陽（陰）樹脂和壓脂層的分界面上，用于排泄再生時(shí)酸（堿）廢液和進(jìn)小反洗水，型式為DN500～600型中排為雙母管式：DN800～DN3200型為支管母管式，管上開小孔，管外包覆塑料窗紗及60目尼龍網(wǎng)各一層。材料均為1Cr18Ni9Ti。
（3）排水裝置
??? DN1200及以下設(shè)備采用多孔板上裝設(shè)寶塔式ABS型濾水帽，DN1500及以上設(shè)備有多孔板上裝濾帽和砂墊層兩種形式，多孔板材按設(shè)備規(guī)格不同而異，DN500～DN600型用硬聚氯乙烯制作，DN800～DN3200型采用鋼襯膠。 另外，在交換器下部排水帽出，樹脂面處及******反洗膨脹高度處各設(shè)視鏡一個(gè)，用以觀察體內(nèi)工況。筒體上部設(shè)樹脂輸入口，在筒體下部近多孔板處設(shè)樹脂卸出口。樹脂的輸入和卸出均可采用水力輸送。
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四、使用方法
（1）樹脂處理
??? 樹脂在未裝進(jìn)交換器之前，首先應(yīng)進(jìn)行篩選，再用8～10%的NaCI溶液浸泡20小時(shí)，放掉食鹽水，用水沖洗樹脂，自至出水不呈黃色為止?；蛴?%的HCI溶液浸泡2～4小時(shí)，放掉酸液后，用水沖洗樹脂至排水接近中性為止。將樹脂裝入設(shè)備到規(guī)定高度，樹脂裝好后進(jìn)行一次反沖洗。
（2）運(yùn)行
??? 設(shè)備內(nèi)須保持一定高度的水墊層，以防止進(jìn)水直接沖擊樹脂層上的壓脂層。 投入運(yùn)行前必須進(jìn)行正洗，打開進(jìn)水閥（D1）和排氣閥，當(dāng)水已滿時(shí)關(guān)閉排氣閥，打開正洗排水閥（D5），至水質(zhì)合格再轉(zhuǎn)入運(yùn)行，即關(guān)閉正洗排水閥（D5），打開出水閥（D2）。
（3）再生
??? 當(dāng)出水水質(zhì)超過指標(biāo)或產(chǎn)生了一定體積的脫鹽水后，離子交換器需進(jìn)行再生，再生的步驟如下：
??? (a)小反洗：再生前應(yīng)對中間排液管上面的壓脂層進(jìn)行小反洗，洗去運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層和中間排液裝置上的污物，即打開小反洗進(jìn)水閥（D7）和反洗排水閥（D4），反洗流速一般為5～10米/時(shí)，時(shí)間約15分鐘。小反洗結(jié)束后，關(guān)閉小反洗進(jìn)水閥（D7）及反洗排水閥（D4）。
??? (b)進(jìn)再生液：打開再生液閥（D6）及中間排液閥（D8），再生液由低部進(jìn)入，廢液由中排口排出。為保證再生效果，應(yīng)控制一定的再生液濃度及再生流速。
??? (c)小正洗：在進(jìn)再生液的過程中，有部分廢酸（堿）滲入壓脂層中，為了節(jié)省正洗耗水量及縮短正洗時(shí)間，在正洗之前，用小正洗的方法將這部分廢液洗去。小正洗時(shí)，打開進(jìn)水閥（D1），然后打開中間排液閥（D8），水從中排安裝排出，流速控制在10～15米/時(shí)，時(shí)間約5～10分鐘。
（4）正洗
??? 小正洗結(jié)束后，關(guān)閉中間排液閥（D8），開啟正洗排水閥（D5）進(jìn)行正洗，流速同運(yùn)行流速，待出水水質(zhì)符合要求時(shí)即關(guān)閉排污閥（D5），打開出水閥（D2）投入運(yùn)行。
（5）大反洗
??? 由于交換劑被壓實(shí)、污染等會影響正常工作，所以在運(yùn)行若干周期后必須進(jìn)行一次大反洗，大反洗的間隔周期可根據(jù)本廠的進(jìn)水濁度、出水質(zhì)量、運(yùn)行壓差和交換容量等情況而定，一般運(yùn)行10～20周期進(jìn)行一次，大反洗后交換劑層被打亂，為了恢復(fù)正常交換容量，在大反洗后的第一次再生時(shí)，再生劑要比正常時(shí)增加0.5～1.0倍。大反洗時(shí)，打開大反洗進(jìn)水閥（D3），閥門要由小到大，反洗強(qiáng)度控制在反洗視鏡的中心線為準(zhǔn)，打開反洗排水閥
（D4）進(jìn)行反洗。反洗時(shí)間約為10～15分鐘。
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五.設(shè)備規(guī)范
（1）設(shè)計(jì)壓力：0.59MPa 試驗(yàn)壓力：0.88MPa
（2）運(yùn)行流速：固定床：15～25m/h 浮動床：40～50m/h 陰、陽混合床：40～120m/h
（3）工作溫度：5～50℃
（4）出水品質(zhì)：軟化水設(shè)備：硬度≤0.03ml/L 一級純水設(shè)備：電導(dǎo)率
（5）進(jìn)水濁度：≤5mg/L