离子交换工艺

关于离子交换工艺离子交换工艺过程离子交换操作是在装有离子交换剂的交换柱中以过滤方式进行的。整个工艺过程一般包括过滤(工作交换)、反洗、再生和清洗等4个阶段。这四个阶段依次进行，形成不断循环的工作周期。第2页,共14页，2024年2月25日，星期天(一)过滤阶段(交换阶段)过滤阶段是利用离子交换树脂的交换能力，从废水中分离需要去除的离子的操作过程。离子交换平衡反应通式为:nR-A++Bn+

—Rn-Bn++nA+第3页,共14页，2024年2月25日，星期天以树脂RA处理含离子B的废水为例当废水进入交换柱后，首先与顶层的树脂接触并进行交换，B离子被吸附而A离子被交换下来。在交换过程中，工作柱上的A离子被全部交换下来，这时交换柱上部出现饱和层（失效层）第4页,共14页，2024年2月25日，星期天

废水继续流过下层树脂时，水中B离子浓度逐渐降低，而A离子浓度却逐渐升高。此时起交换作用的滤层即为工作层。当废水继续流经一段滤层之后，全部B离子都被交换成A离子，再往下便无变化地流过其余的滤层。工作柱中剩下的部分为新料层。第5页,共14页，2024年2月25日，星期天交换柱中树脂的实际装填高度远远大于工作层厚度，因此当废水不断地流过树脂层时，工作层便不断地下移。运行到某一时刻，工作层的前沿达到交换柱树脂底层的下端，于是出水中开始出现B离子，这个临界点称为"穿透点"。第6页,共14页，2024年2月25日，星期天(二)反冲洗阶段

交换到达穿透点时，停止工作，再生前要进行反冲洗。目的：①一是松动树脂层，使再生液能均匀渗入层中，与交换剂颗粒充分接触；②把过滤过程中产生的破碎粒子和截留的污物冲走。第7页,共14页，2024年2月25日，星期天(三)再生阶段

再生的推动力

离子交换树脂的再生是离子交换的逆过程，其反应式为：

第8页,共14页，2024年2月25日，星期天(四)清洗阶段

清洗的目的是洗涤残留的再生液和再生时可能出现的反应产物。通常清洗的水流方向和过滤时一样，所以又称为正洗。清洗过程后期应特别注意掌握清洗终点的pH值(尤其是弱酸树脂转型之后的清洗)，避免重新消耗树脂的交换容量。第9页,共14页，2024年2月25日，星期天离子交换设备最常用的离子交换设备有：①固定床②移动床③流动床第10页,共14页，2024年2月25日，星期天固定床离子交换器固定床离子交换器在工作时，床层固定不变，水流由上而下流动。根据料层的组成，又分为单层床、双层床和混合床三种。第11页,共14页，2024年2月25日，星期天固定床离子交换器的优点：设备紧凑、操作简单、出水水质好缺点：再生费用较大、生产效率不够高。第12页,共14页，2024年2月25日，星期天移动床离子交换器移动床交换设备包括交换柱和再生柱两个主要部分，工作时，定期从交换柱排出部分失效树脂，送到再生柱再生，同时补充等量的新鲜树脂参与工作。第13页,共14页，2024年2月25日，星期天流动床交换设备流动床――同一柱内，再生段与交换段在不同部位，树脂可在同一柱内流动。移动床和流动床与固定床相比，具有交换速度快、生产能力大和效率高等优点。