離子交換設備
混床是混合離子交換柱的簡稱，是針對離子交（jiāo）換技術所設計的設備。
所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹（shù）脂混合裝填於同一交換裝置（zhì）中，對流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重比陰樹脂大，所（suǒ）以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比（bǐ）例為（wéi）1：1.5的（de），可按不同樹（shù）脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同（tóng）步再生式混床和體（tǐ）外再生式混床。同步再生式（shì）混床在運（yùn）行及整個再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出（chū）設備以外，且陽（yáng）、陰樹（shù）脂同時再（zài）生，因此所需附屬設備少，操作簡便。
混床處理工藝的設備包括（kuò）混合離子交換器和體外再生（shēng）設備。其中體外再生設備主要包括樹脂分離器（qì）、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜（zá）樹脂塔和酸堿再生設備。國內混床處理工藝主要特點體現在樹脂分離再生工藝上。樹脂的分離（lí）再生工藝有三種。
1、出水（shuǐ）水質優（yōu）良，出水pH值接近（jìn）中（zhōng）性。
2、出水水質穩定，短時間運行條件變化（如進水水（shuǐ）質或（huò）組分、運行流速等）對混床出水水質影響不大（dà）。
3、間斷（duàn）運行對出水水質的影響小（xiǎo），恢複到停運前水質所（suǒ）需的時間比較短。
4、回收率達到100%
混床外殼製作材質有玻璃鋼、有機（jī）玻璃、不鏽鋼、碳鋼、防腐等，外型為圓柱型（xíng），直（zhí）徑Φ200—2500mm，產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載強（qiáng）酸陽離子交換樹脂，陰床裝載強堿（jiǎn）陰離子交換樹脂，裝載高度一向在1000—2400 mm，小型濾帽式設備底部沒有承托層，中（zhōng）大型設備底部有粒度不同多級（jí）別石英砂承托層（現不建議這樣做，因為酸洗的時候石英砂和酸會產生化學反應，對（duì）水質造成影響（xiǎng）），逆（nì）流再（zài）生固定床樹（shù）脂頂層有200 mm厚壓脂層樹脂（特殊的樹脂用來覆蓋下麵的樹脂）。有機玻璃柱運行（háng）壓力≤0.15MPa，其他材質的設備運行壓（yā）力≤0.6MPa。陽床配備有酸箱、酸泵再生（shēng）係統，陰床配（pèi）備有堿箱、堿泵再生係統。
運行
本係統有兩種（zhǒng）進（jìn）水方（fāng）式：軟（ruǎn）化(軟化器處（chù）理水)進水（shuǐ）和初脫鹽(反滲透處理水)進水，分別由各自的控製閥控製進水。
運行時，開（kāi）初脫鹽（yán）進水控製（zhì）閥、進水閥、產水閥，其他閥們均應關閉！
反洗（xǐ）
關閉（bì）進水閥、產水閥；打開反（fǎn）洗進水閥、反洗排放閥，以10m/h反洗15min。然後，關（guān）閉反洗進水閥、反洗排放閥。靜置，沉降5~10min。開排氣閥、中排（pái）閥，部分排水至樹脂層表麵上10cm左右，關閉排氣閥、中排閥。
再生
開進水閥、加酸泵、進酸（suān）閥（fá）、中排閥，以5m/s、200L/h對陽樹脂進行再生，用（yòng）反滲透產水（shuǐ）對陰樹脂進行清洗，維持柱內液（yè）麵在（zài）樹脂層表麵上10cm。對陽樹（shù）脂再生30min後，關進水閥、加酸泵、進酸閥，開反洗進水閥、加堿泵、進堿閥，以5m/s、200L/h對陰樹脂（zhī）進（jìn）行再生，用反滲透產水對陽樹脂進行（háng）清洗，維持柱內液麵在樹（shù）脂層表麵上10cm，再生（shēng）30min。
置換、混脂、衝洗
關加堿泵、進堿閥，開進水閥，上下同時進水對樹脂進行置換、清洗。30min後，關進水閥、反洗進水閥、中排閥，開反洗排放閥、進氣閥、排氣閥，以壓力0.1~0.15MPa，氣量2~3m3/(m2·min)，混合樹脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣閥，沉降（jiàng）1~2min。開進水閥、正洗排放閥，調節排氣閥，灌水至柱（zhù）內無空氣後，關排氣閥，對樹脂衝洗。當電導率（lǜ）達到要求時，開產水閥，關正洗排放閥，開始製水。
樹脂二次分離再生工藝
是將失效的混床樹脂輸送至樹脂分離器(陽樹脂再生器)，完成水力分離後（hòu），將上層的陰離（lí）子交換樹脂移送混（hún）床至陰樹脂再生器。陰陽樹脂分離（lí）麵（miàn）附近的混合樹脂輸送到混雜樹脂塔，然後（hòu）分別再生陰陽樹脂。對於（yú）混雜（zá）樹脂（zhī）塔內的樹脂，下（xià）一次再（zài）生（shēng）時將被送回（huí）到（dào）樹脂分離器(陽樹（shù）脂再生器)內進行二（èr）次分（fèn）離。在這裏，樹脂分離器同（tóng）時作為陽樹脂再生器。
錐體分離再（zài）生工藝
錐體分離再生（shēng）工藝是將樹脂分離器底部作成一錐體（tǐ）。該設（shè）備同時作為陰樹脂再生器而不作為（wéi）陽樹脂再生（shēng）器。失效（xiào）樹脂從混床輸送（sòng）到樹脂（zhī）分離（lí）器完成水力分層後，位於樹脂分離器下部的陽樹脂從錐體底部被輸送到陽樹脂再生器。由於樹脂分離器底部為一錐形體，樹脂分離界麵的樹脂很少，從而減少中間混合樹脂的數量，提高分離效果。在輸（shū）送陽樹脂時，分離界麵在自動控製時的自動檢測常采用光電法或電導法。所謂光電（diàn）法即（jí）采用光電計（jì）檢測（cè）陰陽樹脂顏色的深淺；而電導法則采用測量陰陽樹脂輸送水的電導（dǎo）變（biàn）化，當（dāng）充入W2氣體的樹脂輸送水由陽樹脂變為陰樹脂時，其電導將變小。利用兩（liǎng）種方式產生的（de）信號變化（huà）來控（kòng）製陰（yīn）陽樹脂界限。
陰陽樹脂再生工藝
是將（jiāng）失效樹脂從混（hún）床輸送到樹脂分離器內，失效樹脂水力分層後，在分離器內同時對陰（yīn）陽樹脂進行（háng）再生。樹脂分（fèn）離器（qì）同時作（zuò）為樹脂（zhī）再生器。該方式同補給水處理除鹽混床完全相同。
離子（zǐ）交換器
離子（zǐ）交換器工藝（yì）需要（yào）將交換劑放在離子交換器(或稱（chēng）為床)內進行（háng），離子交（jiāo）換劑失效（xiào）後通過再生（shēng）來恢複離子（zǐ）交換能力。為了提（tí）高離子交（jiāo）換工藝的經濟性和技術適用性，產生了不同樹脂的組（zǔ）合、不同的床型以及各種（zhǒng）離子交換係（xì）統。常見的離子交換器有固定床(離子交換器)和連續床兩類。
工作原理就是離子的交換。
運行時：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（yīn）離子。再生過程為其逆過程。
離子交換器（qì）的失效控（kòng）製
離子交換除（chú）鹽水（shuǐ）處理較簡單的流（liú）程為陽床-陰床（chuáng）組成的一級複床除（chú）鹽係統。有的一級（jí）複床除鹽係統采用單元製，即每套一級複（fù）床除（chú）鹽係統包括 陽床、（除碳器）、陰床各一台，在離（lí）子交換除鹽運行過程中，無論是（shì）陽床還是陰床先失效，都是同時再生；還有的一（yī）級複床（chuáng）除（chú）鹽係統采用（yòng）母管製，即陽床與陽床或（huò）陰床與陰（yīn）床是並聯運行的，哪一台交（jiāo）換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控製原理
強酸性陽樹脂對水（shuǐ）中各種陽離子的吸附順序為：
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；由此（cǐ）可知，水（shuǐ）中金屬離子Na+被吸附的能力較弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.後（hòu）被其他陽離子置換（huàn）下（xià）來，當保護層穿透時，首（shǒu）先泄漏的是下（xià）層的Na+；因此監（jiān）督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的；其反應方程為（A代表金屬陽（yáng）離子,R為樹脂基團）：
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
強堿性陰樹（shù）脂對水中各種陰離子的吸附順序為：
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力（lì）較弱，所以當（dāng）離子交換時樹脂層（céng）的各（gè）種離子吸附層逐漸下移，OH-.被（bèi）其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是下層的HSiO3-；因此監（jiān）督陰離（lí）子交換器失效（xiào）是以（yǐ）漏矽（guī）為標準的；其反應方程為（wéi）（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團）：
Bm-+mROH=RmB+mOH-
2 設備優點
(1) 出水水質優良，出水pH值接近（jìn）中性。
(2) 出水水質穩定，短時間運行條件變化（如進水水質（zhì）或成分、運行流（liú）速等）對混床出水水質影響不大。
(3) 間（jiān）斷運行對出水水質的影響小，恢（huī）複（fù）到停運前（qián）水質所（suǒ）需（xū）的（de）時（shí）間比（bǐ）較短（duǎn）。
(4) 產（chǎn）水水質優良，電導率≤0.2us/cm
離子交換器主要用於純水和高純水的製備，主要用於中高壓鍋爐給水；新材料、新能源、化工新材料，輕金屬材（cái）料、納米材料、玻（bō）璃鋼（gāng）石墨、複合材料等的（de）生產工（gōng）藝用水。
