離子交換塔優點

A. 離子交換水處理的裝置有多少分類

離子交換水處理的裝置主要有固定床和連續床兩大類。固定床中又有單級、多級、復合、混合、雙層和雙流等類型。連續床中又分為移動床和流動床兩種類型。
固定床是離子交換處理中最簡單的軟化水的方法。該方法在水處理運行中的幾個基本過程（交換、反洗、再生、清洗）間歇反復地在同一裝置中進行，而離子交換樹脂本身不移動和流動。具有操作簡單，所需設備少，水質穩定等優點。
單床是固定床中最簡單的一種方式。常用的鈉型陽離子交換器即屬這一方式。
多床是用同一種離子交換劑，兩個或兩個以上的單床串聯使用的方式。當單床處理水質達不到要求時可採用多床。
復床是將兩種不同的離子交換劑的交換器串聯使用，用於水的除鹽。
混合床是將陰陽離子交換樹脂置於同一柱內，相當於多級陰陽離子柱串聯起來。處理水質量較高。
雙層床是在一個交換柱中裝有兩種樹脂 （弱酸與強酸、弱鹼與強鹼型），上下分層不混合。
雙流床主要用於處理凝結水，可提高水質。
固定床離子交換的缺點是，樹脂用量多而利用率低，運行不連續。為提高樹脂利用率及管理自動化，二十世紀六十年代出現了連續式離子交換裝置。可分移動床式和流動床式。
所謂移動床是指將交換劑裝於交換塔中，原水從下部進入塔內，軟水從塔上部流出。這樣自下而上的流動，交換一定時間（一般為45～60分鍾）後停止交換，而將交換塔中一定容量的失效交換劑送至再生塔中還原。同時從清洗塔向交換塔上部補充相同容積的已還原清洗的交換劑，約10分鍾後，交換塔又開始工作。因交換塔上部始終有剛加入的新交換層，故出水水質穩定。交換劑及還原液的利用率都比固定床高。其缺點是交換劑磨損較大，耗電量較多。
所謂流動床是完全連續工作的，它在進行交換的同時不斷從交換塔內向外輸送失效的離子交換劑，並且不斷向交換塔內輸送再生後的交換劑。流動床的優點是出水質量高，並且比較穩定；設備簡單，操作方便；需交換劑量少。只是在新設備投入運行時，需要一定時間進行調整。

B. 工業如何制燒鹼

工業上生產燒鹼的方法有苛化法、電解法和離子交換膜法三種。

1、苛化法

將純鹼、石灰分別經化鹼製成純鹼溶液、石灰製成石灰乳，於99～101℃進行苛化反應，苛化液經澄清、蒸發濃縮至40%以上，製得液體燒鹼。將濃縮液進一步熬濃固化，製得固體燒鹼成品。苛化泥用水洗滌，洗水用於化鹼。

Na₂CO₃+Ca(OH)₂= 2NaOH+CaCO₃↓

2、隔膜電解法

將原鹽化鹽後加入純鹼、燒鹼、氯化鋇精製劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質，再於澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉澱，砂濾後加入鹽酸中和，鹽水經預熱後送去電解，電解液經預熱、蒸發、分鹽、冷卻，製得液體燒鹼，進一步熬濃即得固體燒鹼成品。鹽泥洗水用於化鹽。[13]

2NaCl+2H₂O[電解] = 2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

3、離子交換膜法

將原鹽化鹽後按傳統的辦法進行鹽水精製，把一次精鹽水經微孔燒結碳素管式過濾器進行過濾後，再經螫合離子交換樹脂塔進行二次精製，使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下，將二次精製鹽水電解，於陽極室生成氯氣，陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進入陰極室與陰極室的OH生成氫氧化鈉。

H+直接在陰極上放電生成氫氣。電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-，陰極室中應加入所需純水。在陰極室生成的高純燒鹼濃度為30%～32%（質量），可以直接作為液鹼產品，也可以進一步熬濃，製得固體燒鹼成品。

2NaCl+2H₂O= 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

(2)離子交換塔優點擴展閱讀：

氫氧化鈉在國民經濟中有廣泛應用，許多工業部門都需要氫氧化鈉。使用氫氧化鈉最多的部門是化學葯品的製造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂製造業。

另外，在生產染料、塑料、葯劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產中，製取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒鹼。

同時氫氧化鈉是生產聚碳酸酯、超級吸收質聚合物、沸石、環氧樹脂、磷酸鈉、亞硫酸鈉和大量鈉鹽的重要原材料之一。

C. 氨氮高了，高氨氮廢水有哪些處理方法

隨著我國經濟的高速發展，產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水的大量排放，導致水體中氨氮大量富集，引起水體的富營養化與惡化，對水環境造成巨大危害，不僅嚴重影響了人們的正常生活，甚至危害了人們的身體健康，社會影響巨大。因此，國家在氨氮廢水的排放要求方面也制定了越來越嚴格的法規與排放標准。目前，除了合成氨、肉類加工、鋼鐵等12個行業執行相應的國家行業標准(通常一級標准為25mg/L)外，其他均需遵守國家標准GB8978-1996«污水綜合排放標准»。該標准明確1998年後新建單位氨氮最高允許排放濃度為15mg/L。
氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種，主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉澱法、膜分離法、高級氧化法、電解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。
1、物化法
1.1 吹脫法
在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在，兩者保持平衡，平衡關系為：NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時，OH-離子增多，該平衡反應向左移動，有利於NH+4生成游離態的NH3，從而使得游離氨所佔比例增大，游離氨易於從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時，廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在，再加上曝氣吹脫的物理作用，則可促使NH3更容易從水中逸出，向大氣轉移。此外，該反應為放熱反應，溫度升高，反應方程向左移動，也有利於NH3從水中逸出。依據此原理，可以採用吹脫法來去除廢水中氨氮，吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。
1.1.1 空氣吹脫法
空氣吹脫法去除氨氮的原理是：在鹼性條件下，通過外力將空氣鼓入需要脫氨處理的廢水中，同時在廢水中使鼓入的空氣和廢水充分接觸，廢水中溶解的游離態氨將穿過廢水界面，向外界空氣轉移，從而達到去除氨氮的目的。
目前，空氣吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多，吹脫速率高，處理費用相對較低，但隨著氨氮濃度的降低，特別是當氨氮質量濃度低於1g/L以下時，吹脫速率顯著降低。氣液比、pH值、氣體流速、溫度、初始濃度等是影響吹脫法處理效果的主要因素。
現有吹脫裝置主要有吹脫池和吹脫塔，由於前者效率低，易受外界環境影響，因此多採用吹脫塔裝置。通常採用逆流操作，塔內裝有一定高度的填料以增加氣—液傳質面積，從而有利於氨氣從廢水中解吸。常用填料有拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。
空氣吹脫法的優點是：具有穩定的氨氮去除率，工藝操作簡單，氨氮容積負荷大等。缺點是：吹脫過程中易使填料層結垢，使廢水流通不暢，從而影響設備的正常運行;同時，吹脫工藝需要調節廢水pH值，需投加大量鹼，從而使廢水處理成本增高;另外，經空氣吹脫處理後，廢水中還含有少量氨氮，處理後的廢水時常不能達到國家排放標准。因此，吹脫法通常與其他方法聯合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脫法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是：大量蒸汽與廢水接觸，將廢水中游離氨蒸餾出來，以達到去除氨氮的目的。當向廢水中通入水蒸汽時，兩液相在填料表面上逆流接觸進行熱和物質交換，當水溶液的蒸汽壓超過外界的壓力時，廢水就開始沸騰，氨就加速轉為氣相。此外，氣泡表面之間形成自由表面，廢水中的氨不斷向氣泡內蒸發擴散，當氣泡上升到液面上破裂釋放出其中的氨，大量的氣泡擴大了蒸發表面，強化了傳質過程，通入的蒸汽升高了廢水的溫度，從而也提高了一定pH值時被吹脫的分子氨的比率。
汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與空氣吹脫法類似，氨氮去除率高，但汽提法工藝處理成本高，操作條件難控制，消耗動力高等。
1.1.3 超重力吹脫法
空氣吹脫法和水蒸汽吹脫法一般採用填料塔作為吹脫設備，而超重力吹脫法是利用超重力設備———超重機取代傳統的填料塔作為吹脫設備，以空氣為氣提劑，將水中的游離氨解吸到氣相中的氨氮廢水治理方法。
氨氮廢水加鹼調節pH值為10~11後進入超重機處理。廢水經超重機分布器均勻噴灑在填料內緣，在超重力作用下，液體被填料粉碎成液滴，沿填料徑向甩出，經筒壁匯集後從超重機底部流出。同時，空氣經超重機進氣口進入超重機殼體，在一定風壓下，由超重機轉子外腔沿徑向進入內腔。在填料層內，氣液兩相在大的氣液接觸面積的情況下完成氣液接觸，將水中的游離氨吹出。氣體送至除霧器，將夾帶的少量液體分離後，至吸收裝置，脫氨後排空。利用超重機的水力學特性與傳遞特性，可獲得良好的吹脫效果並減少設備投資與運行費用。
與工業上傳統僅使用塔設備的吹脫法相比，超重力法吹脫法具有以下幾點優勢：
(1)設備體積質量小，設備及基建費用少，過程放大容易，啟動、停車迅速，運行更穩定;
(2)擺脫了重力場的影響，對物料粘度適應性廣，操作彈性大;
(3)氣相動力消耗小，物料停留時間短，傳質系數大;
(4)去除氨氮效率高，有利於氣相中氨的回收利用：
(5)能夠增加水中的溶解氧，為可能的後續生化處理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脫氨氮技術的大規模工業應用較少，主要是因為該技術不夠成熟。特別是大型的結構，仍需要根據具體的物系進行合理設計和試驗。
1.2 離子交換法
離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是：利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的，吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸，從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類，而後者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
天然沸石(主要是斜發沸石)對NH+4具有強的選擇吸附能力，並且天然沸石的價格低於人工合成的離子交換樹脂。因此，工程上常用沸石對NH+4的強選擇性，將NH+4截留於沸石表面，從而去除廢水中的氨氮。pH值=4~8是沸石離子交換的最佳范圍。當pH值<4時，H+與NH+4發生競爭;pH值>8時，NH+4變為NH3，從而失去離子交換性能。但是沸石交換容量容易飽和，吸附容量低，更換頻繁，飽和後的沸石需再生才能再次使用。
離子交換樹脂主要是利用特定陽離子交換樹脂與水中的NH+4進行交換，交換後的樹脂再通過解吸而還原。與沸石相比，強酸型陽離子交換樹脂吸附容量大，處理效果穩定，但目前對強酸型陽離子交換樹脂的研究多處於實驗室階段。
離子交換法的優點是去除率高，適用於處理中低濃度的氨氮廢水。處理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。但對於高濃度的氨氮廢水，會造成短時間交換劑飽和，從而再生頻繁，使處理成本增大，且再生液仍為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。在實際工程應用中，離子交換法常結合其它污水處理工藝來處理高濃度氨氮廢水，先用其它方法作預處理，使經預處理後的廢水濃度在100mg/L左右，然後再用離子交換法處理剩餘氨氮廢水。
1.3 折點氯化法
折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量最低，而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時，水中的游離氯就會增多，該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化，折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響，當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時，化合余氯增加，主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即「折點」，反應方程式為：NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素，pH值高時產生NO-3，低時產生NCl3。為了保證完全反應，通常pH值控制在6~8，一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。
折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%)，不受水溫影響，處理效果穩定，反應迅速完全，設備投資少，並有消毒作用。缺點是由於在處理氨氮廢水中要調節pH值，處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外，折點加氯法處理氨氮廢水後會產生副產物氯代有機物和氯胺，會給環境帶來二次污染。因此，折點氯化法多用於較低濃度氨氮廢水，適用於廢水的深度處理，工業上一般用於給水處理，對於大水量高濃度氨氮廢水不適合。
1.4 化學沉澱法
化學沉澱法去除廢水中氨氮的原理是：向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽，使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉澱(MgNH4PO4•6H2O)，從而達到去除廢水中氨氮的目的。
磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石，可溶於熱水和稀酸，不溶於醇類、磷酸氨以及磷酸鈉的水溶液，遇鹼易分解、在空氣中不穩定，升溫至100℃時便會失水變為無機鹽，繼續加熱至融化(約600℃)則會分解成焦磷酸鎂。MAP可以用作飼料和肥料的添加劑，是一種很好的長效復合肥;也可用於塗料生產、氨基甲酸酯、軟泡阻燃劑製造和醫葯行業。因此，磷酸銨鎂脫氮除磷技術既可以去除廢水中的氨氮，又可回收較有經濟價值的MAP，達到變廢為寶的目的。
化學沉澱法的優點是工藝簡單、效率高，經處理後產生的沉澱物MAP經進一步加工處理後，能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。此外，去除1gNH+4-N可產生8.35gNaCl，由此帶來的高鹽度將會影響後續生物處理的微生物活性。因此，該方法一直停留在實驗室規模未在工程上運用，較少用於實際氨氮廢水處理。
1.5 膜分離法
膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。
1.5.1 反滲透法
反滲透就是藉助外界的壓力使膜內部的壓力大於膜外的壓力，使小於膜孔徑的分子(水)透過，大於膜孔徑的分子截留在膜內，這種作用現象稱作反滲透。其作用機理關鍵在於半透膜的選擇透過性，半透膜上有好多細小的微孔，像水分子這樣的小分子可以自由的透過，而大於半透膜上微孔的NH+4則不能通過。當溶液進入膜系統後，在外加壓力的作用下半透膜就會選擇性的讓某些小分子物質透過，大分子物質NH+4則會留在半透膜內側通過管道另外的出口排出。
反滲透裝置處理廢水需要對原水進行預處理，不然會損壞裝置內的膜件，並且該裝置需要高質量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又稱氣態膜法，目前已應用於水溶液中揮發性物質的脫除、回收富集和純化，如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的機理是：採用疏水性中空纖維微孔膜，膜一側是待處理的氨氮廢水，另一側是酸性吸收液，疏水的微孔結構在兩液相間提供一層很薄的氣膜結構。廢水中NH3在廢水側通過濃度邊界層擴散至疏水微孔膜表面，隨後在膜兩側NH3分壓差的推動下，NH3在廢水和微孔膜界面處氣化進入膜孔，然後擴散進入吸收液發生快速不可逆反應，從而達到脫除氨氮的目的。
液膜法具有比表面積大，傳質推動力高，操作彈性大，氨氮脫除率高，無二次污染等優勢，適合處理含鹽量較高、油性污染物含量低的高氨氮廢水。氨氮或含鹽量較高時，能有效抑制水的滲透蒸餾通量，減弱對吸收液的稀釋作用;但當廢水中含有油性污染物時，會造成膜的污染，使膜的傳質系數不能得到完全恢復。由於廢水的復雜性、膜材料的研發更新換代、可逆吸收劑的研發以及後續副產品的生產應用等多種原因，氣態膜法脫氨工業化進程很慢，國內生產應用實例較少。不過對於高鹽高濃度氨氮廢水，氣態膜處理成本較低，其應用前景廣闊。
1.5.3 電滲析法
電滲析法的原理是：當進水通過多組陰陽離子滲透膜時，NH+4在施加的電壓影響下，透過膜到達膜另一側濃水中並集聚，從而從進水中分離出來，實現溶液的淡化、濃縮、精製和提純。國內外專家在電滲析法處理氨氮廢水方面作了大量研究，並取得了一定成績。但由於高選擇性的防污膜仍在發展中，且對廢水預處理的要求很高，電滲析法用於工業尚需時日。
1.6 高級氧化法
高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物，或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用於脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術，其原理是：在特定的溫度、壓力下，通過催化劑作用，經空氣氧化可使污水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到凈化的目的。
濕式催化氧化法技術優點是：氨氮負荷高，工藝流程簡單，氨氮去除率高，佔地面積少等。缺點是：在處理氨氮廢水中會使用大量催化劑，造成催化劑的流失和增加對設備的腐蝕，使氨氮廢水處理成本增大。
濕式催化氧化法從處理效果上來說適合高濃度氨氮廢水的處理，但這種方法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格，反應設備須抗酸抗鹼耐高壓，一次性投資巨大，而且處理水量較大時費用很高，經濟上不劃算，目前在國內還鮮有工程應用的實例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近發展起來的一種處理廢水的高級氧化技術，它可以使廢水中的有機物在特定氧化劑的作用下完全分解為簡單的無機物CO2和H2O，達到降解污染物的目的，處理方法簡單高效，沒有二次污染。但由於反應過程中需要的催化劑難以分離回收，使該方法在實際工程中一定程度上受到了限制。
1.7 電解法
電解法利用陽極氧化性可直接或間接地將NH+4氧化，具有較高的氨氮去除率，該方法操作簡便，自動化程度高，其缺點是耗電量大，因此並不適用於大規模含氨氮廢水的處理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低濃度的氨氮廢水(50mg/L)作為農作物的肥料來使用，該法既為污灌區農業提供了穩定的水源，又避免了水體富營養化，提高了水資源利用率。土壤灌溉法只適合處理低濃度氨氮廢水，當廢水中的氨氮濃度低於50mg/L左右時，廢水中的氨氮在土壤表層發生硝化作用，在土壤深度30cm左右達到峰值，隨後由於脫氮等作用，在100cm處減小到10mg/L左右，在400cm以下土壤中未測出NH+4，直接污染到地下水的可能性幾乎為零。
2、生物法
生物脫氨氮的原理：首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N)，再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N)，最後通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。
生物法的優點是：可去除多種含氮化合物，對氨氮可以徹底降解，總氨氮去除率可達95%以上，二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求，高濃度的氨氮對微生物活性有抑製作用，會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致出水難於達標排放。
因此，生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水，且沒有或少有毒害物質存在，主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
3、方法比較
根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類：
(1)低濃度氨氮廢水：氨氮濃度小於50mg/L;
(2)中濃度氨氮廢水：氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;
(3)高濃度氨氮廢水：氨氮濃度大於500mg/L。

D. 什麼是陽離子交換塔

陽離子交換塔就是一個溶液被分成2半，中間有道膜。只可以通過陽離子，而陰離子不可以同過
大概就是這樣了

E. 電去離子的工業應用和市場需求

最近幾年電去離子在各個工業領域都越來越受重視，許多工業系統開始採用電去離子作為其水處理系統的更新換代技術，如電力工業、制葯工業、微電子工業、電鍍與金屬表面處理等。 雖然葯用水的特點是並不要求很高的去離子程度，但電去離子系統具有同時去鹽和控制微生物指標的特點，因此已有多家企業採用RO/EDI集成系統。據稱該類系統性能穩定，全流程計算機連續監控，全自動操作無人值守。
電去離子法(Electro deio?nization)，簡稱EDI，是一種將電滲析與離子交換有機地結合在一起的膜分離脫鹽工藝，屬高科技綠色環保技術。它利用電滲析過程中的極化現象對離子交換填充床進行電化學再生，集中了電滲析和離子交換法的優點，克服了兩者的弊端。 EDI技術結合了兩種成熟的水處理技術-電滲析技術和離子交換技術，我國稱此為填充床電滲析或電去離子技術。它主要替代傳統的離子交換混床來生產高純水，環保特性好，操作使用簡便，愈來愈多地被人們所認可，也愈來愈多廣泛地在醫葯、電子、電力、化工等行業得到推廣，至今，國際上已有3千多套EDI裝置在運行，總容量已超過3萬m3/h。
連續電除鹽（EDI，Electro deio nization或CDI，continuous electrode ionization），是利用混和離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被除去的過程。這一過程離子交換樹脂是電連續再生的，因此不需要使用酸和鹼對之再生。這種新技術可以替代傳統的離子交換裝置，生產出高達18.2MΩ .cm(25℃)的超純水。EDI是利用陰、陽離子膜，採用對稱堆放的形式，在陰、陽離子膜中間夾著陰、陽離子樹脂，分別在直流電壓的作用下，進行陰、陽離子交換。而同時在電壓梯度的作用下，水會發生電解產生大量H+和OH-，這些H+和OH-對離子膜中間的陰、陽離子不斷地進行了再生。由於EDI不停進行交換--再生，使得純水度越來越高，所以，輕而易舉的產生了高純度的超純水。
EDI(電除鹽系統)工作原理
高純度水對許多工商業工程非常重要，比如：半導體製造業和制葯業。以前這些工業用的純凈水是用離子交換獲得的。然而，膜系統和膜處理過程作為預處理過程或離子交換系統的替代品越來越流行。如電除鹽過程（EDI）之類的膜系統可以很乾凈地去除礦物質並可以連續工作。而且，膜處理過程在機械上比離子交換系統簡單得多，並不需要酸、鹼再生及廢水中和。EDI處理過程是膜處理過程中增長最快的業務之一。EDI是帶有特殊水槽的非反向電滲析（ED），這個水槽里的液流通道中填充了混床離子交換樹脂。EDI主要用於把總固體溶解量（TDS）為1-20mg/L的水源製成8-17兆歐純凈水。
EDI系統裝置關於進水的注意事項：
進水必須符合反滲透直接透過水的水質，
·需要避免物理、化學和生物污染；
·物理污染PVC碎片、金屬碎屑；污垢，塵土；焊渣；樹脂顆粒等，
·化學污染、氧化劑，如氯氣；多價陽離子，如鐵、錳等；環氧樹脂及玻璃鋼容器製作過程中所用的硬化劑。
·污染物的來源：敞開式儲罐，脫氣塔；
沒有在EDI前配過濾器的軟化器等。
EDI系統裝置出水水質標准
採用RO裝置出水作為EDI給水，在一般情況下，EDI裝置的出水水質其電阻率都能達到16 MΩ·cm，有的甚至接近18 MΩ·cm。採取一些特殊的措施，還可使EDI裝置的出水電阻率接近於18.2 MΩ·cm的理論純水標准。然而，對EDI裝置出水電阻率指標的追求，應根據需要，要有經濟觀點，要從實際出發，不是愈高愈好。對於電子行業來說，用EDI裝置直接獲得18.2 MΩ·cm高純水，可不必再在EDI裝置後採用拋光混床處理，比較方便；對於發電行業，為用EDI裝置處理鍋爐補給水系統來說，只需獲得5 MΩ·cm的純水就可以了。從佔EDI裝置所處理的總水量的多少來看，像電子行業這種對水質要求高的用戶，只佔20% 左右；而對水質要求不高如發電行業作為鍋爐補充水來說，要佔60% 以上；對其它用戶，它們對水質要求也不高，大致與發電行業相仿，也佔20%。因此從滿足大多數的80% 用戶來考慮，只需EDI裝置出水在5 MΩ·cm以上就可以了。
國產的EDI裝置，可能由於製造技術和材料方面的原因，也可能由於用戶對EDI技術不熟悉或其他方面的種種原因，運行中的EDI裝置出水從15 MΩ·cm以上逐漸下降，直到出水不能滿足用戶要求，不能長期穩定在10 MΩ·cm，以上。針對國內離子交換膜的性能不如國外，對EDI工藝的掌握不如國外，以及對其他一些因素的考慮，提出新型結構的EDI裝置出水電阻率以穩定在10 MΩ.cm為宜：穩定在10 MΩ·cm為優質品，穩定在5 MΩ·cm為合格品。採用這樣的定位就可以滿足80% 絕大多數用戶的需求。 EDI裝置是應用在反滲透系統之後，取代傳統的混合離子交換技術（MB-DI）生產穩定的去離子水。EDI技術與混合離子交換技術相比有如下優點：
1、佔地空間小，省略了混床和再生裝置；
2.產水連續穩定，出水質量高，而混床在樹脂臨近失效時水質會變差；
EDI裝置是一個連續凈水過程，因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm，最高可達18MΩ·cm，達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的，在剛剛被再生後，其產品水水質較高，而在下次再生之前，其產品水水質較差。
3.運行費用低，再生只耗電，不用酸鹼，節省材料費用；
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用，省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面，EDI裝置約0.5kWh/t水，混床工藝約0.35kWh/t水，電耗的成本在電廠來說是比較經濟的，可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面，EDI裝置產水率高，不用再生用水，因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說，在運行費用中，EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右，常規混床噸水運行成本在2.7元左右，高於EDI裝置。因此，EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。
4.環保效益顯著，增加了操作的安全性；
EDI屬於環保型技術，離子交換樹脂不需酸、鹼化學再生，節約大量酸、鹼和清洗用水，大大降低了勞動強度。更重要的是無廢酸、廢鹼液排放，屬於非化學式的水處理系統，它無需酸、鹼的貯存、處理及無廢水的排放，因而它對新用戶具有特別的吸引力。
三、技術性能
EDI組件運行結果取決於各種各樣的運行條件。以下是保證EDI正常運行的最低條件。為了使系統運行效果更佳，系統設計時應適當提高這些條件。
EDI進水指標
為防止裝置出現污堵，減少其運行壽命，EDI對進水水質有一定的要求，一般採用RO的滲透水作為進水。

F. 離子交換法和反滲透技術的應用你了解多少呢

若採用自動控制，則控制點多、閥門要求高，投資很大。同時酸鹼耗量大，再生廢水也多。另外由於樹脂對非極性的大分子沒有去除能力，所以制水過程中可能會出現細菌殖生。反滲法流程簡介：原水經原水泵送到石英砂過濾器降低濁度，在活性炭過器中降低COD，膠體及有機大分子的含量。活性炭出水再送至保安過濾器進行最後的預處理，使原水SDI＜5mg/l，滿足反滲透（RO）主機的進水要求。經保安過濾器後的合格水由高壓泵送至RO主機反滲透進行除鹽處理。反滲透膜截留下的有機物、膠體和鹽無機鹽由濃水側直接排掉，不會給環境造成污染。產品水由膜清水側送出至脫碳塔，除去滲透至清水的二氧化碳氣體。脫氣後的一級除鹽水送至混床進行最後的精除鹽。

G. 陽離子交換塔是什麼

陽離子交換塔 是指 離子交換樹脂裝填容器，裝填樹脂為陽離子交換樹脂，對處理液中陽離子進行選擇性吸附

H. 離子交換樹脂的主要應用是什麼

（復1）水處理。離子交換樹脂在水制處理領域的需求量很大，約占其產量的90%，主要用於水中的各種陰陽離子的去除，目前，多用在火力發電廠的純水處理上。

（2）食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如，高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。

（3）石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

（4）環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用離子交換樹脂進行回收使用，如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

（5）其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

I. 氯鹼工業的制鹼方法

離子交換膜法制燒鹼
世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究，80年代開始工業化生產。
離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網製成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層；陰極由碳鋼網製成，上面塗有鎳塗層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過，也就是說只允許Na+通過，而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。下圖是一台離子交換膜電解槽（包括16個單元槽）。
精製的飽和食鹽水進入陽極室；純水（加入一定量的NaOH溶液）加入陰極室。通電時，H2O在陰極表面放電生成H2，Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室，導出的陰極液中含有NaOH；Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出，可重新用於配製食鹽水。
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示：
電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水，由於粗鹽水中含有泥沙，
精製食鹽水時經常進行以下措施
（1）過濾海水
（2）加入過量氫氧化鈉，去除鈣、鎂離子，過濾
Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2（微溶）
① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓
② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2
（3）加入過量氯化鋇，去除硫酸根離子，過濾
Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓
（4）加入過量碳酸鈉，去除鈣離子、過量鋇離子，過濾
Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓
Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓
（5）加入適量鹽酸，去除過量碳酸根離子
2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O
（6）加熱驅除二氧化碳
（7）送入離子交換塔，進一步去除鈣、鎂離子
（8）電解
2NaCl+2H2O=(通電)H2↑+Cl2↑+2NaOH
離子交換膜法制鹼技術，具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點，是氯鹼工業發展的方向。

J. 離子交換的基本原理和裝置運行方式

離子交換的基本原理和裝置運行方式

藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換，以達到提取或去除溶液中某些離子的目的，是一種屬於傳質分離過程的單元操作。離子交換是可逆的等當量交換反應。下面一起來了解一下離子交換的基本原理和裝置運行方式：

1.1離子交換的基本原理

水處理中主要採用離子交換樹脂和磺化煤用於離子交換。其中離子交換樹脂應用廣泛，種類多，而磺化煤為兼有強酸型和弱酸型交換基團的陽離子交換劑。

離子交換樹脂按結構特徵，分為：凝膠型、大孔型和等孔型;

按樹脂母體種類，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;

按其交換基團性質，分為：強酸型、弱酸型、強鹼型和弱鹼型。

⑴離子交換樹脂的構造

是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性基團所構成的不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離，分成兩部分：固定部分，仍與骨架牢固結合，不能自由移動，構成所謂固定離子，活動部分，能在一定范圍內自由移動，並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應，稱為可交換離子。

⑵基本性能

①外觀

呈透明或半透明球形，顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等，

②交聯度

指交聯劑占樹脂原料總重量的百分數。對樹脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機械強度等有決定性影響，一般水處理中樹脂的交聯度為7%～10%.

③含水率

指每克濕樹脂所含水分的百分率，一般為50%，交聯度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶脹性

指干樹脂用水浸泡而體積變大的現象。一般來說，交聯度越小，活性基團越容易電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大;樹脂周圍溶液電解質濃度越高，樹脂溶脹率就越小。

在生產中應盡量保證離子交換器有長的工作周期，減少再生次數，以延長樹脂的使用壽命。

⑤密度

分為干真密度、濕真密度和濕視密度

⑥交換容量

是樹脂最重要的性能，是設計離子交換過程裝置時所必須的數據，定量地表示樹脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。

⑦有效PH范圍

由於樹脂的交換基團分為強酸強鹼和弱酸弱鹼，所以水的PH值對其電離會產生影響，影響其工作交換容量。弱鹼只能在酸性溶液中以及弱酸在鹼性溶液中有較高的交換能力。

⑧選擇性

即離子交換樹脂對水中某種離子能優先交換的性能。除與樹脂類型有關外，還與水中濕度和離子濃度有關。

⑨離子交換平衡

離子交換反應是可逆反應，服從質量作用定律和當量定律。經過一定時間，離子交換體系中固態的樹脂相和溶液相之間的離子交換反應達到平衡，其平衡常數也稱為離子交換選擇系數。降低反應生成物的濃度有利於交換反應的進行。

⑩離子交換速率

主要受離子交換過程中離子擴散過程的影響。

其他性能：如溶解性、機械強度和耐冷熱性等。離子交換樹脂理論上不溶於水，機械強度用年損耗百分數表示，一般要求小於3%～7%/年。另外，溫度對樹脂機械強度和交換能力有影響。溫度低則樹脂的機械強度下降，陽離子比陰離子耐熱性能好，鹽型比酸鹼型耐熱好。

⑶樹脂層離子交換過程

以離子交換柱中裝填鈉型樹脂，從上而下通以含有一定濃度鈣離子的硬水為例，以交換柱的深度為橫坐標，以樹脂的飽和度為縱坐標，可繪得某一時刻的飽和度曲線。就整個交換過程而言，樹脂層的變化可分為三個階段。

1.2離子交換裝置運行方式

離子交換裝置按運行方式不同，分為固定床和連續床

⑴固定床的構造與壓力濾罐相似，是離子交換裝置中最基本的也是最常用的一種型式，其特點是交換與再生兩個過程均在交換器中進行，根據交換器內裝填樹脂種類及交換時樹脂在交換器中的.位置的不同，可分為單層床、雙層床和混合床。

單層床是在離子交換器中只裝填一種樹脂，如果裝填的是陽樹脂，稱為陽床;如果裝填的是陰樹脂，稱為陰床。

雙層床是離子交換器內按比例裝填強、弱兩種同性樹脂，由於強、弱兩種樹脂密度的不同，密度小的弱型樹脂在上，密度大的強型樹脂在下，在交換器內形成上下兩層。

混合床則是在交換器內均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，由於陰、陽樹脂混雜，因此原水流經樹脂層時，陰、陽兩種離子同時被樹脂所吸附，其產物氫離子和氫氧根離子又因反應生成水而得以降低，有利於交換反應進行的徹底，使得出水水質大大提高。但其缺點是再生的陰、陽樹脂很難徹底分層。於是又發明了三層混床新技術，保證在反洗時將陰、陽樹脂分隔開來。

根據固定床原水與再生液的流動方向，又分為兩種形式，原水與再生液分別從上而下以同一方向流經離子交換器的，稱為順流再生固定床，原水與再生液流向相反的，稱為逆流再生固定床。

順流再生固定床的構造簡單，運行方便，但存在幾個缺點：在通常生產條件下，即使再生劑單位耗量二至三倍於理論值，再生效果也不太理想;樹脂層上部再生程度高，而下部再生程度差;工作期間，原水中被去除的離子首先被上層樹脂所吸附，置換出來的反離子隨水流流經底層時，與未再生好的樹脂起逆交換反應，上一周期再生時未被洗脫出來的被去除的離子，作為泄漏離子出現在本周期的出水中，所以出水剩餘被去除的離子較大;而到了了工作後期，由於樹脂層下半部原先再生不好，交換能力低，難以吸附原水中所有被去除的離子，出水提前超出規定，導致交換器過早地失效，降低了工作效率。因此，順流再生固定床只選用於設備出水較小，原水被去除的離子和含鹽量較低的場合。

逆流再固定床的再生有兩種操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以彌補順流再生的缺點，而且出水質量顯著提高，原水水質適用范圍擴大，對於硬度較高的水，仍能保證出水水質，所以目前採用該法較多。

總起來說，固定床有出水水質好等優點，但固定床離子交換器存在三個缺點：一是樹脂交換容量利用率低，二是在同設備中進行產水和再生工序，生產不連續，三是樹脂中的樹脂交換能力使用不均勻，上層的飽和程度高，下層的低。

為克服固定床的缺點，開發出了連續式離子交換設備，即連續床。

⑵連續床又分為移動床和流動床

移動床的特點是樹脂顆粒不是固定在交換器內，而是處於一種連續的循環運動過程中，樹脂用量可減少三分之一至二分之一，設備單位容積的處理水量還可得到提高，如雙塔移動床系統和三塔移動床系統。

流動床是運行完全連續的離子交換系統，但其操作管理復雜，廢水處理中較少應用。