離子交換器隔離點

① 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。

② 陰離子為什麼要設置在陽離子之後

陽樹脂是先吸附水中鈣-鎂-鈉離子，在經過陰樹脂，這樣一來陰樹脂壽命就長。

1)陰離子交換樹脂失效再生時，是用NaOH再生的，如果陰床放在前面，那麼再生劑中的OH-離子再生時，被吸附在陰樹脂上，在運行時遇到水中的陽離子Ca2+、Mg2+、Fe3+等產生反應，其結果是生成Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(HSiO3)2等的沉澱，附著在陰樹脂的表面，阻塞和污染樹脂，阻止其繼續進行離子交換，而且難以清除。

2)陰離子交換樹脂的交換容量比陽離子交換樹脂低得多，又極易受到有機物的污染，因此，如果陰床放在陽床之前，勢必有更多機會遭受到有機污染，交換容量還會更低，對脫鹽水處理不利。

3)脫鹽水處理最難點之一是除去水中的硅酸根HSiO3-，是由強鹼陰離子交換樹脂去除的。但是硅酸根HSiO3-在鹼性水中是以鹽型NaHSiO3存在的，而HSiO3-在酸性水中是以硅酸（H2SiO3）形式存在的。強鹼陰離子交換樹脂對於硅酸的交換能力要比硅酸鹽的交換能力大得多，即最好是在酸性水的情況下進行交換，而陽離子交換塔的出水剛好是呈酸性的水，因此，陰床設置在陽床之後，對去除水中的硅酸根十分有利。4)離子交換樹脂的交換反應有可逆現象存在。這是反離子作用，所以要有很強的交換勢，離子交換才比較順利。把交換容量大的強酸陽樹脂放在第一級，交換下來的H+迅速與水中的陰離子生成無機酸，再經過陰離子樹脂交換下來的OH-，是H+與OH-生成水，消除了反離子影響，對陰離子交換反應十分有利。

③ 離子交換法在廢水處理中有哪些應用

在廢水處理中，離子交換法可用於去除廢水中的某些有害物質，回收有價值化學品、重金屬和稀有元素，或為了實現水資源的重復利用。主要用於處理電鍍廢水，如鍍鉻廢水、鍍鎳廢水、鍍鎘廢水、鍍金廢水、鍍銀廢水、鍍鋅廢水、鍍銅廢水及含氰廢水等，在膠片洗印廢水中回收銀、CD-2、CD-3等貴重化學葯品，還可用於其他含鉻廢水、含鎳廢水和含汞廢水、放射性廢水的處理。
每升含鉻數十至數百毫克的電鍍廢水首先經過過濾去除懸浮物，再經陽離子交換器除去金屬離子，然後進入陰離子交換器除去Cr2O7-和Cr2O4- ，出水六價鉻的含量小於0.5mg/L，還可作為清洗水循環使用。陰樹脂用12%NaOH再生後，再生液含鉻可高達17g/L，將此再生液H型陽離子交換器使Na2CrO4 轉變成鉻酸，再經蒸發濃縮7～8倍後，可返回電鍍槽重新使用。
離子交換法處理電鍍廢水，第一個陽離子交換器的作用有兩個，一是除去金屬離子及雜質，減少對陰樹脂的污染，因為重金屬對樹脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值，使六價格以Cr2O7- 存在，因為陰樹脂Cr2O7- 的選擇性大於Cr2O4- 和其他陰離子的選擇性，而且交換一個Cr2O7- 除去兩個Cr6+，面交換一個Cr2O4- 只能除去一個Cr6+。由於Cr2O7- 是強氧化劑，容易引起樹脂的氧化性破壞，因此一定要選用化學穩定性較好的強鹼性樹脂
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④ 什麼是離子交換系統

離子交換器是利用陰、陽離子交換樹脂的交換吸附性能，去除水中的各種陰、陽離子，達到脫鹽的目的。離子交換器按單台設備分類有陽床、陰床、混床，在水處理應用中，以多種組合形式組成多種除鹽系統，以達到設計要求。離子交換器是制備高純水的必備設備，廣泛應用於醫葯、化工、電子、電鍍、鍋爐等領域，與反滲透、電滲析組合處理後的水質電阻率可達到1~18M
.CM。電除離子系統(EDI)
EDI(Electrodeionization)技術將電滲析技術和離子交換技術有機地結合在一起，可有效地去除水中微量的電解質離子雜質，連續24小時製取高品質純水，具有安裝簡單、作維護方便、無需酸鹼再生、不污染環境等優點。
工作原理
EDI膜堆是由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿，這些樹脂位於兩個膜之間:只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。
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⑤ Deae52陰離子交換柱上樣量怎麼確定，想盡可能上很多樣品，但是不會影響分離效果

陰離子交換器 又叫陰床，作用是用陰樹脂中的氫氧根交換掉水中的其他陰離版子。離子交換器分為權:鈉離子交換器、陰陽床、混合床等種類，。離子交換柱(器)外殼一般採用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機玻璃(PMMA)、有機玻璃復合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質。主要用於鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫葯、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理，工業生產所需進行硬水軟化、去離子水制備的場合，還可用於食品葯物的脫色提純，貴重金屬、化工原料的回收，電鍍廢水的處理等。 有機玻璃離子交換裝置耐腐蝕、無色透明、適用於食品、醫葯、製糖及電子工業小規模純水制備。碳鋼襯膠離子交換裝置具有制水量大、強度高、成本低等特點，適用於大型鍋爐軟化水及大規模純水制備。

⑥ 如何正確有效解決離子交換樹脂污染問題

離子交換樹脂在長期工作過程中，經常會被原水中含有的各種雜質所污染，例如有機物，鐵，硅，懸浮物等，受不同污染物質污染後的樹脂，需要採用相應的解決辦法，有效的排除污染難題，恢復其性能。
羅門哈斯4000CL樹脂硅污染的處理方法
硅化合物污染發生在強鹼陰離子交換器中，尤其是在強、弱型陰樹脂聯合應用的設備和系統中，其結果往往導致陰交換器的除硅效率下降。
發生這種污染的原因是再生不充分，或樹脂失效後沒有及時再生。處理方法，可用稀的溫鹼液浸泡溶解。鹼液濃度為2%，溫度約40度。污染嚴重時，可使用加溫的4%氫氧化鈉溶液循環清洗。
羅門哈斯4000CL樹脂受有機物污染的處理方法
苯乙烯系強鹼性陰樹脂易受有機物污染，其征狀為：(1)樹脂顏色變深;(2)工作交換容量下降;(3)出水電導率增大;(4)出水pH值降低;(5)出水二氧化硅含量增大;(6)清洗水量增加。
防止有機物污染的基本措施是在預處理中將水中有機物盡量除去，並採用抗污染樹脂，如大孔弱鹼陰樹脂，丙烯酸系陰樹脂對抗有機物污染很有效。
常用復甦方法為鹼性鹽法。即用10%NaCl+4-6%NaOH混合液，用量為3個床體積，以緩慢的流速通過樹脂層，當第2個床體積通過入後，浸泡樹脂8小時或放置過夜，再通入第3床體積混合液。混合液需加溫至40-50度。若在混合液中加1%左右磷酸鈉或硝酸鈉，或結合壓縮空氣攪拌樹脂層，則效果更佳。
當用鹼性鹽法效果不佳時，可以考慮用次氯酸鈉溶液清洗。此時，在陰單床或混床系統，先用至少一個床體積的10%NaCl溶液通過樹脂層，使樹脂徹底失效。次氯酸鈉溶液濃度為有效氯含量1%，用量為3個樹脂床體積。第2個床體積溶液在樹脂床內浸泡4小時，溶液不用加熱。最後，微量的次氯酸鈉必須淋洗(沖洗)干凈，包括下水道中的廢液。
羅門哈斯分離樹脂鐵污染的處理方法
陽樹脂中的鐵主要來源於原水中的鐵離子，特別是鐵鹽作為混凝劑時。陰樹脂中的鐵主要來源於再生液。被鐵污染的樹脂顏色變深，交換容量降低，並會加速陰樹脂有降解。
清除鐵化合物的方法，通常是用加抑制劑的高濃度鹽酸(10-15%)浸泡樹脂5-12小時，甚至更長。也可用檸檬酸、氨基三乙酸、EDTA等絡合物進行處理。

⑦ 如何除去應硬水中的鈣鎂離子

若水的硬度是暫時硬度，這種水經過煮沸以後，水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的氫氧化鎂沉澱。這些沉澱物析出，水的硬度就可以降低，從而使硬度較高的水得到軟化。
若水的硬度是永久硬度，往往使用以下幾種方法。
1)離子交換法：採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標准方式。主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」(由於採用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為「鈉離子交換器」)、軟水機、軟水器。
2)膜分離法：納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點是，效果明顯而穩定，處理後的水適用范圍廣；但是對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。一般較少用於專門的軟化處理。
3)石灰法：向水中加入石灰，主要是用於處理大流量的高硬水，只能將硬度降到一定的范圍。
4)電磁法：採用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。其特點是：設備投資小，安裝方便，運行費用低；但是效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有一定局限。多用於商業(如中央空調等)循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理(同時由於該種設備的機理並未得到真正的理論證實)。
5)加葯法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。現工業上可以使用的的阻垢劑很多。這種方法的特點是：一次性投入較少，適應性廣；但水量較大時運行成本偏高，由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
水的暫時硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的，這種水經過煮沸以後，水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的碳酸鎂沉澱。

⑧ 什麼是離子交換法，它有哪些用途

離子交換系統又叫除鹽系統，看名字就知道幹嘛用的。
離子交換器分陰離子交換器、專陽離子屬交換器、混合離子交換器，俗稱陰床、陽床、混床。
前倆個組一起就是最簡單的一級除鹽系統，陽床可以單獨使用作軟水器（去除鈣鎂等硬度離子），混床一般制高純水才會用。
現在離子交換法用的比以前少了，大多新建的制水系統都用膜法處理（超濾膜、反滲透膜、脫氣膜、EDI），佔地和維護優勢大得多，也有膜和混床一起用的系統。

總得來說，離子交換法主要用來去除水中離子，得到純度更高的水。也有一些實驗室用的離子交換萃取還是神馬的，那個不懂了╮(╯▽╰)╭

⑨ 離子交換器作用

你想問什麼啊？
鈉離子交換器
離子交換器是用於降低水中的硬度，生水由上而下通過交換器進行軟化，水中含有的鎂、鈣、陽離子與水交換劑的鈉離子互相交換；生水被軟化成為極少的鈣、鎂、鹽類的水（稱為軟水），可用於鍋爐給水及一些工業用水。由於鈉離子在水中有很大的溶解性。不會在鍋爐內部結成硬垢，並且容易排除，進入鈉離子交換器的水，應經澄清過濾處理，基本上不含有懸浮物。經交換器軟化後，其剩餘硬度不超過0.03毫克／升。
組成水中硬度的鈣、鎂離子與軟化器中的離子交換樹脂進行交換，水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換，使水中不易形成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢，從而獲得軟化水。

⑩ 我想問一下 離子交換樹脂的問題 原水是先進入陰離子交換樹脂還是陽離子交換樹脂

對普通的水的軟化處理工藝目的就是去除鈣離子、鎂離子等陽離子；所以，原水先進入陽離子交換樹脂柱。