工作原理 

工作原理就是離子的交換。

運(yùn)行時(shí):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*簡單的流程為陽床-陰床組成的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制，即每套一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括 陽床、(除碳器)、陰床各一臺，在離子交換除鹽運(yùn)行過程中，無論是陽床還是陰床先失效，都是同時(shí)再生;還有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制，即陽床與陽床或陰床與陰床是并聯(lián)運(yùn)行的，哪一臺交換器失效就再生哪一臺。

1 檢測和控制原理

強(qiáng)酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序?yàn)?/span>:Fe>Al>Ca>Mg>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*后被其他陽離子置換下來，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代表金屬陽離子,R為樹脂基團(tuán)):

A+nRH=RnA+nH

HCO3+ H=H2O+CO2↑

強(qiáng)堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序?yàn)?/span>:SO4>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，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)):

B+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)，我們在研究中主要討論以這種結(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-活性炭過濾-粗濾-陽床- 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)對系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。

(1)RO對各有機(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(zhì)

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