离子交换法制水

离子交换法制备纯水工艺研究组员：赖家良赖航通梁基敏

张志毫黄晶晶梁丽娜

李子文什么叫离子交换法？离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。离子交换法制备纯水的优缺点优点：在较大规模制备纯水时,常常利用离子离换树脂对水中的阴、阳离子进行交换从而达到纯化水的目的。离子交换树脂最大的特点是失效后可以再生,能够较长期地反复使用,利用效率高,成本低。缺点：

离子交换树脂对水中的有机物的净化效果是很差的。有机物会反过来污染树脂,使其交换离子的能力下降。因此,在制备纯水过程中,首先要加预处理工序,除去有机物。原水预处理原水的预处理,就是在制备纯水之前,除去原水中的不溶性杂质或降低其硬度,所以,在制纯水前,必须先了解原水水质。其预处理,又分过滤法、吸附法和化学法。过滤法过滤一般使用砂滤棒，又名砂芯,采用细微颗粒之原料—硅藻土等在高温熔制下成为半熔固结之空心棒状,具有许多微粒孔隙,有澄清阻菌的作用。砂棒滤箱为了提高滤速,应采用过滤器(砂棒滤箱)。它是由多根砂滤棒组成的封闭过滤容器。吸附法使水通过活性炭过滤层,以吸附除去水中的色素、细菌和胶体等杂质。化学法沉降法：常使用凝聚剂如明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等,使水中胶态物、悬浮物等加速凝聚成絮状沉淀而除去。石灰沉淀法：对含钙离子、镁离子、碳酸氢根等离子浓度较高的水,可加入适量饱和石灰水,使水中的钙盐和镁盐形成沉淀,以降低水的硬度。氧化法：加入氧化剂(常用漂白粉、高锰酸钾),可杀灭水中细菌和寄生虫卵,并可消除水中的有机杂质。如果水中有机物和微生物等含量较大,采用过滤法。离子交换制水器离子交换制水器主要由离子交换树脂和盛装离子交换树脂的离子交换柱所组成。离子交换树脂是一种高分子共聚物,一般为透明或半透明的球状小颗粒,直径为0.42~0.90mm,按其所带交换基团的性质,又分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两种。制备纯水用的阳离子交换树脂一般是苯乙烯强酸型,制备纯水用的阴离子交换树脂是苯乙烯强碱型。离子交换柱离子交换柱也称混床。所谓的离子交换柱，就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中，对流体中的离子进行交换、脱除。EDI系统EDI又称连续电除盐技术，它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，因此EDI制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水，它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域，是水处理技术的绿色革命，出水水质具有最佳的稳定度。EDI系统原理电渗析器的一对电极之间，通常由阴膜，阳膜和隔板多组交替排列，构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜)。淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留;水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留，这样通过淡室的水中离子数逐渐减少，成为淡水，而浓室的水中，由于浓室的阴阳离子不断涌进，电介质离子浓度不断升高，而成为浓水，从而达到淡化、提纯、浓缩或精制的目的。流程：原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点离子交换法制备纯水工作流程:

原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→阳树脂过滤床→阴树脂过滤床→阴阳树脂混床→微孔过滤器→纯水但是，一般在工业上会用到反渗透（书P126）技术，在离子交换法之后，进行二级反渗透处理。流程：原