 離子交換系統是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統，離子交換陰床系統及離子交換混床（復床）系統，而混床（復床）系統又通常是用在反滲透等水處理工藝之後用來制取超純水，高純水的終端工藝，他是目前用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導率可低於1uS/cm以下，出水電阻率達到1MΩ.cm以上，根據不同的水質及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣氾應用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補給水及醫藥用超純水等工業超純水，高純水的制備上。 |
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採用陰床，陽床，混床
去離子超純水處理設備 |
採用反滲透主機加兩級混床
去離子超純水處理設備 |
| 離子交換樹脂的工作原理 |
採用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。 |
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| 離子交換陰樹脂 |
離子交換陽樹脂 |
離子交換拋光樹脂 |
離子交換柱 |
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| 離子交換樹脂的預處理 |
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陽離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然後用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時，在酸碱之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重複2~3次，每次酸碱用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的HCl溶液進行，放盡酸液，用清水淋洗至中性即可待用。
陰離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然後用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時，在碱酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重複2~3次，每次酸碱用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行，用放盡碱液，用清水淋洗至中性即可待用。
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碳鋼襯膠陽床+陰床+混床
離子交換超純水處理設備 |
反滲透+1級混床
離子交換超純水 |
小型反滲透+兩級混床
去離子交換超純水設備 |
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| 離子交換樹脂再生工藝 |
離子交換樹脂在使用一段時間后，吸附的雜質接近飽和狀態，就要進行再生處理，使之恢復原來的組成和性能。目前，國內樹脂的再生常用化學藥劑酸碱法使失效的樹脂恢復交換能力，酸的使用通常採用HCl或H2SO4，調配濃度為3-5%左右；碱的使用一般採用NaOH，調配濃度為3-5%左右。
一、反洗分層：
反洗流速10米/時，反洗時間15分鐘，以沉降后陽，陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。
二、進再生液：
用20分鐘左右的時間泵完所需的再生液，浸泡2-3個小時后採用正洗的方法，陰樹脂沖洗至出水碱度PH=8-9左右，陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。
三混合：
從底部進入氮氣（也可用壓縮空氣，真空抽氣等）進行混合，進氣壓0.1~0.15MPa，進氣量2.5~3.0米3/（米2·分），混合時間一般為5～10分種，以柱內樹脂充分混合為終點。 |
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有機玻璃柱超純水
離子交換柱裝置（4噸） |
有機玻璃柱超純水
離子交換柱裝置（0.5噸） |
有機玻璃柱超純水
離子交換柱裝置（1噸） |
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| 離子交換樹脂超純水制備工藝的特點及應用領域 |
離子交換設備是傳統的去離子水設備，它的產水水質穩定，造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是採用陽床+陰床+混床處理工藝。
近年來，隨着反滲透、EDI等工藝的發展，離子交換設備操作複雜，不容易實現自動化，浪費酸碱，運行成本高等缺點更加突出，目前更多的應用於反滲透的深度處理。
小型的離子交換設備常採用有機玻璃交換柱，有利於觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分，陽離子是否“中毒”等，樹脂損耗情況等。
大型的離子交換設備則採用碳鋼內襯環氧樹脂或襯膠，中間預留可視裝置，以便於離子再生時在線觀測再生液水位狀況。
1、工業超純水處理工藝，是目前工業用超純水的制備上應用最多的一種工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用於制糖、味精、酒的精製、生物制品等工業裝置上。
3、製藥工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和碱作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
5、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。
6、濕法冶金及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。 |
