純水中混合離子交換器原理

Ⅰ 超純水器制備超純水的原理是什麼

高純水製取設備屬於超純水，化學意義上純水，理論電導率為18.3ΜΩ·cm.，高純水有的稱為超純水。傳統的純水方法不能制備出超純水，化學意義上純水(液態的H2O)的理論電導率為18.3ΜΩ·cm.人們生產的純水是達不道理論值的，但18ΜΩ·cm似乎是可以達到的，對於這種水，大型純水設備有的稱為高純水有的稱為超純水，目前還沒有系統的定義，也沒有劃分等級界限。從商業觀點看叫超純水似乎比高純水更好聽一些。筆者以為還是看電導率指標更准確一些。現在制備超純水的方法是將各種純化水的新技術科學地結合起來，不僅能生產超純水。而且變得非常容易。目前市售的超純水器就是一個成功的例子。自來水進去超純水出來，非常方便。而且使用壽命也越來越長。

超純水器制備超純水的原理和步驟大體如下:

1.原水:可用自來水或普通蒸餾水或普通去離子水作原水。

2.機械過濾:通過砂芯濾板和纖維柱濾除機械雜質，如鐵銹和其他懸浮物等。

3.活性炭過濾:活性炭是廣譜吸附劑，可吸附氣體成分，如水中的余氯等;吸附細菌和某些過渡金屬等。氯氣能損害反滲透膜，因此應力求除盡。

4.反滲透膜過濾:可濾除95%以上的電解質和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。由於絕大多數離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。

5.紫外線消解:藉助於短波(180nm-254nm)紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉變成CO2和水，以降低TOC的指標。

6.離子交換單元:已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。藉助於多級混床獲得超純水也並不困難。但水的TOC指標主要來自樹脂床。因此，高質量的離子交換樹脂就成為成敗的關鍵。所謂高質量的樹脂，就是化學穩定性特別好，不分解，不含低聚物、單體和添加劑等的樹脂。所謂"核工業級樹脂"大概就屬於這一類樹脂。對樹脂的要求是質量越高越好。可惜國內很少有人在這方面下工夫。滿足於生產大路貨。

7.0.2μm濾膜過濾，以除去水中的顆粒物到每毫升1個(小於0.2μm的).經過上述各步驟處理後生產出來的水就是超純水了。應能滿足各種儀器分析，高純分析，衡量。

Ⅱ 離子交換器的工作原理

工作原理就是離子的交換。
運行時：陽樹脂(H-R)+(M+)-->：(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)-->：(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子，X-為陰離子。
再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控制
離子交換除鹽水處理最簡單的流程為 陽床-陰床 組成的一級復床除鹽系統。有的一級復床除鹽系統採用單元制，即每套一級復床除鹽系統包括 陽床、（除碳器）、陰床各一台，在離子交換除鹽運行過程中，無論是陽床還是陰床先失效，都是同時再生；還有的一級復床除鹽系統採用母管制，即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的，哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控制原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.最後被其他陽離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的Na+；因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的；其反應方程為（A代表金屬陽離子,R為樹脂基團）：
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
強鹼性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，OH-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的HSiO3-；因此監督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的；其反應方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團）：
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制點和控制方法
由於母管制系統包含了單元制系統,而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸鹼消耗等優點，我們在研究中主要討論以這種結構為基礎的離子交換除鹽水處理系統。
以成都生物製品研究所蛋白分離車間純水站為例，該系統為母管制水處理系統，系統的結構為：砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統產水能力為5 t/h，在系統的失效控制研究中，我們提出單元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系統的優點對系統進行失效控制。
（1）RO對各有機溶質的去除率大於NF膜。（2）不同有機溶質的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。
3 出水水質
原水經一級復床除鹽後，電導率（25℃）低於10μS/cm，水中硅含量低於100μg/L。

Ⅲ 離子交換法的原理

吸附（）
溶液中的離子與樹脂上官能團發生反應，並結合到樹脂上的過程。
淋洗（elution）
用一定濃度的淋洗劑將已吸附在離子交換樹脂上的金屬由樹脂轉移到水溶液中的過程，又稱解吸。
轉型（transformation）
將樹脂從一種型式轉變為其他離子型式的過程。
離子交換樹脂（ion exchange resin）
一種帶有官能團（有交換離子的活性基團）、具有網狀結構與不溶性的高分子聚合物。通常是球形顆粒物。
飽和樹脂（loadedresin）
在某一特定條件下，當吸附尾液中被吸附離子的濃度與進料液中濃度相等或達到動態平衡時的離子交換樹脂。
離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水，水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂，以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。
離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子，而以氫氧根離子交換陰離子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中，分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置於同一個離子交換床中。不論是哪一種形式，當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反，利用氫離子及氫氧根離子進行再生，交換附著在離子交換樹脂上的雜質。

Ⅳ 離子交換色譜法的原理、裝置及應用是什麼

一、原理：離子抄交換色譜（ion exchange chromatography，IEC）以離子交換樹脂作為固定相，樹脂上具有固定離子基團及可交換的離子基團。當流動相帶著組分電離生成的離子通過固定相時，組分離子與樹脂上可交換的離子基團進行可逆變換。根據組分離子對樹脂親合力不同而得到分離。

二、裝置：

1、分離柱：裝有離子交換樹脂，如陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂或螯合離子交換樹脂。

2、抑制柱和柱後衍生作用：常用的檢測器不僅能檢測樣品離子，而且也對移動相中的離子有響應，所以必須消除移動相離子的干擾。

3、檢測器：分為通用型和專用型。通用型檢測器對存在於檢測池中的所有離子都有響應。離子色譜中最常用的電導檢測器就是通用型的一種。

三、應用：

離子色譜主要用於測定各種離子的含量，特別適於測定水溶液中低濃度的陰離子，例如飲用水水質分析，高純水的離子分析，礦泉水、雨水、各種廢水和電廠水的分析，紙漿和漂白液的分析，食品分析，生物體液(尿和血等)中的離子測定，以及鋼鐵工業、環境保護等方面的應用。

Ⅳ 混合離子交換器的結構簡述

一再生裝置 陰離子交換樹脂再生鹼液在高於陰離子交換樹脂面300毫米處母管進液(Φ400、500、600採用單母管進液，Φ800、2500採用雙母管進液)，管上小孔布液，管外採用塑料窗紗60目尼龍網布包覆。 陽離子交換樹脂再生酸性由底部排水裝置的多孔板上排水帽進入。
二中排裝置 中排裝置設置在陰、陽樹脂的分界面上，用於再生排泄酸、鹼還原液和沖洗型，型式分為雙母管或支母管式，管子小孔外包覆塑料窗紗及60目尼龍網各一層。
三排水裝置 採用多孔板上裝設PB2-500型疊片式排水帽,或寶塔式ABS型排水帽,多孔板材質按設備規格不同而異。（Φ400、500、600型採用硬聚氯乙烯多孔，Φ800、2500型採用鋼襯膠多孔板）。
四進水、出水管徑按管道內工質流速為1.5米/秒。
五樹脂的反洗膨脹率： 由於陰離子交換樹脂的反洗膨脹率各不相同，結合實際運行的經驗，採用反洗膨脹率為100%，在陰陽樹脂分界面處，樹脂表面層及最大反洗膨脹高度處各設視鏡一個，用以觀察樹脂表面以及反洗樹脂的情況。
六樹脂的輸送： 樹脂的輸入和卸出均考慮採用水力輸送，筒體上部設樹脂輸入口，在簡體下部近多孔板處設樹脂卸出口。

Ⅵ 超純水機的工作原理

• 預處理系統去除源水顆粒物質、鐵、錳、余氯、鈣、鎂離子及吸附有機物、異味等；

• 源水加強型凈化裝置(PP+AC+KDF+NIPHOS)，自動反沖洗自潔功能，無頻繁更換；

• 美國原裝陶氏RO反滲透膜脫鹽率高達99%，自帶水質超標排放功能，防止二次污染超純水；

• 雙級RO反滲透技術，較單級RO技術產水水質更佳，離子、有機物、熱源含量更低；針對源水較差地區產出的水質電導率可穩定在1-5uS/cm；

• 超純化柱填充超純水機專用陶氏450拋光樹脂，水質不達標，系統主動嗡鳴報警提示功能。

• 液晶中文顯示屏，系統具備「ZYROEU」型特製控製程序,保護主機系統安全運行，弱電工藝保障操作人員人身安全；

• 具備開機自檢，缺水保護報警，滿水自動停機，超低壓保護等功能；

• RO膜自動沖洗，開機定時18秒與取水完成後系統自動沖洗功能；

• 自帶液晶顯示屏顯示產水電導率uS/cm和超純水產水電阻率MΩ.cm；

• 水溫自動補償功能，提高水質的准確性；

• 採用更先進、人性化的薄膜按鍵操作取水方式；

• 具有源水指示、沖洗指示、水滿指示、純水備用指示、系統缺水、超標排放、紫外消解設備運行等指示功能，

• 自帶預處理柱、RO膜、超純化柱等耗材配件更換自動提示，具備原廠耗材晶元識別功能；

• 內置耗材統計控制器，具有耗材的使用時間和處理水量統計功能，並可通過嗡鳴報警器，提示客戶更換耗材；

• 兼容外置壓力水桶和內置液位水箱2種純水儲存方式，可加配外置大容量儲水桶，滿足不同的應用需求,具有運行、報警、水滿的3種狀態指示燈，使系統工況一目瞭然；

• 採用半透明醫療級PP材質，不產生二次污染，便於觀察和清洗的預處理柱與超純化柱，並提供預處理柱和超純化柱實用新型發明專利證書；

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Ⅶ 簡述採用離子交換法制備純化水的過程

離子交換法制備純化水的過程分下列幾種：
1、純化水的製取的最早方法就是離子內交換,他起源於60年代容左右,一般採取陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這種方法需要浪費大量的酸和鹼再生樹脂現在被淘汰了.
2、電滲析（ED）+陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這是80年代製造純化水的方法,原理就是通過電滲析預脫鹽來減少樹脂轉型再生的酸鹼使用量.
3、反滲透（RO）+混合離子交換樹脂（陰樹脂和陽樹脂2：1）,這是90年代流行的製造純化水的方法,反滲透與電滲析相比脫鹽率更高,操作更簡便.
總結：離子交換法來制備純化水應該是老工藝了,他的優點就是出水水質好,投資較少.缺點就是由污染,運行費用高.由於樹脂本身就是有機物化學合成,他的破碎率較難控制或者一般廠家難以設計高標準的工藝,在新版GMP對TOC要求越來越嚴格的情況下,慢慢被雙級反滲透工藝所淘汰.

Ⅷ 進行水處理的陰陽離子交換器的工作原理是什麼

工作原理就是抄離子的襲交換。
運行時：陽樹脂 (H-R) + (M+) --> ：(M-R) + (H+)
陰樹脂 (OH-R) + (X-) --> ：(X-R) + (OH-)
其中M+為金屬離子，X-為陰離子。
再生過程為其逆過程。

Ⅸ 水廠制備純凈水的工藝流程中，離子交換器的反應原理，和臭氧消毒的反應原理是什麼

對預處理水進行深度軟化是離子交換的核心原理，臭氧消毒是使用氧化原理消除有害細菌，對水進行增氧使水的口感更好

Ⅹ 工業純水機的工作原理

本純水系統設計結合化工行業用純水的要求，制定出標准型適合在本行業使用的純水系統。以下對系統的介紹：
離子交換純水系統
本系統設計採用多介質過濾器、活性炭過濾器作及保安過濾器作為前級處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機硅膠體、有機物、異味、余氯等雜質，使經過離子交換處理後的水質符合工業生產要求。在經過後端進行精處理系統（混床系統），使其產水水質滿足生產用水的要求。離子交換設備-離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
工業超純水設備原理描述
離子交換是一種特殊的固體吸附過程，它是由離子交換劑的電解質溶液中進行的。一般的離子交換劑是一種不溶於水的固體顆粒狀物質，即離子交換樹脂。它能夠從電解質溶液中吸取某種陽離子或者陰離子，而把自身所含的另外一種帶相同電荷符號的離子等量地換出來，並釋放到溶液中去，這就是所謂的離子交換。按照所交換離子的種類，離子交換劑可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類。
離子交換的基本工作原理是
1、首先電解質離子（鈣、鎂、鐵、鈉等離子）穿過液膜進入樹脂表面；
2、離子進入樹脂內部；
3、離子交換；
4、H離子或OH根離子向樹脂外部擴散；
5、H離子或OH根離子進入水中形成H2O。雙床又稱復床，復床是用陽、陰兩種不同的離子交換的交換器的串聯方式，如強酸性陽離子交換樹脂和強鹼性陰離子交換樹脂串聯的方式。這種陽床和陰床串聯組成的設備稱為復床，水先經過陽床除去帶正電的離子（如Ca2+、Mg2+、K+、Na+），並且置換出H+離子到水中；然後除去水中的陰性離子（如SO2-4、Cl-、HCO- 3），並且置換出OH-離子到水中。同時，H+離子和OH-離子結合形成水H2O，從而達到去離子的作用。
混床工作原理
在同一個交換器中，將陰、陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進行填裝，在均勻混合狀態下，進行陰、陽離子交換，從而除去水中的鹽分，稱為混合床除鹽處理。混合床的陰、陽離子交換樹脂在交換過程中，由於是處於均勻混合狀態，交錯排列，互相接觸，可以看作是由許許多多的陰、陽離子交換樹脂而組成的多級式復床，可相當於1000～2000級。因為是均勻混合，所以，陰、陽離子的交換反應幾乎是同時進行的，所產生的H+和OH-隨即合成H2O，交換反應進行得很徹底，出水水質高。
系統結構流程前處理設備（多介質過濾設備、活性炭過濾設備）+離子交換設備=純水
應用范圍
發電廠、熱電廠.給水循環冷卻（凝結）.水化工、石化工藝用水.化工反應冷卻用水
預處理
包括砂濾、多介質過濾、軟化、加氯、調節pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微米大小的顆粒，軟化和調節pH可防止反滲透膜結垢，加氯是殺菌。活性碳過濾是除去有機物和自由氯，脫氣是清除溶於水中的CO2等。
脫鹽
包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達95%以上。反滲透是滲透現象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側通過半透膜向稀溶液一側反向滲透，脫鹽可達98%，並能除去99%的細菌顆粒和溶解在水中的有機物。離子交換的原理是當水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，並和水中的陰離子結合成相應的無機酸，如 超純水這種含有無機酸的水，當下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。樹脂上可交換的陰離子如OH離子被置換到水中，並與水中的H離子結合成水，即 超純水 。

精處理
包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結構，破壞核酸功能而使細菌死亡。殺菌最強的光譜波長為2600埃。各種膜過濾能除掉直徑大於 0.2微米的顆粒，但對於清除有機物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內，薄膜厚度為0.1～0.5微米，附在一個中孔的纖維棒內壁上，超濾能除去細菌和0.05微米的粒子。