離子交換器

工藝需要將交換劑放在離子交換器(或稱為床)內(nèi)進(jìn)行，離子交換劑失效后通過(guò)再生來(lái)恢復(fù)離子交換能力。為了提高離子交換工藝的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)適用性，產(chǎn)生了不同樹脂的組合、不同的床型以及各種離子交換系統(tǒng)。常見的離子交換器有固定床(離子交換器)和連續(xù)床兩類。

離子交換器

1 檢測(cè)和控制原理

強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂對(duì)水中各種陽(yáng)離子的吸附順序?yàn)椋篎e3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.后被其他陽(yáng)離子置換下來(lái)，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是下層的Na+；因此監(jiān)督陽(yáng)離子交換器失效是以漏鈉為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（A代表金屬陽(yáng)離子,R為樹脂基團(tuán)）：

An++nRH=RnA+nH+

HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑

強(qiáng)堿性陰樹脂對(duì)水中各種陰離子的吸附順序?yàn)椋篠O42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力弱，所以當(dāng)離子交換時(shí)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(lái)，當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí)，首先泄漏的是下層的HSiO3-；因此監(jiān)督陰離子交換器失效是以漏硅為標(biāo)準(zhǔn)的；其反應(yīng)方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團(tuán)）：

Bm-+mROH=RmB+mOH-

2 控制點(diǎn)和控制方法

由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優(yōu)點(diǎn)，我們?cè)谘芯恐兄饕懻撘赃@種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。

以成都生物制品研究所蛋白分離車間純水站為例，該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為：砂濾-活性炭過(guò)濾-粗濾-陽(yáng)床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5t/h，在系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。

（1）RO對(duì)各有機(jī)溶質(zhì)的去除率大于NF膜。（2）不同有機(jī)溶質(zhì)的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對(duì)乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對(duì)苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。

3 出水水質(zhì)

原水經(jīng)一級(jí)復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率（25℃）低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L。