離子交換混床設備系統是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統水處理工藝，陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統，離子交換陰床系統及離子交換混床（復床）系統，而混床（復床）系統又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來制取超純水，高純水的終端工藝，他是目前用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達到1MΩ.cm以上，根據不同的水質及使用要求，出水電阻率可控制在1~18.2MΩ.cm之間。離子交換技術在水處理領域中有十分廣泛被廣泛應用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補給水及醫藥用超純水等工業超純水，高純水的制備上。它與近年引進的反滲透裝置相比較，具有去除離子性雜質徹底；對水的預處理要求低；設備造價便宜等優點。在制備高純水方面，離子交換技術在當前還沒有替代設備。進水總含鹽量在400mg/l以下時，根據用戶不同要求，出水水質在1.0-0.2us/cm之間。如果進水總含鹽量在500mg/l以上時，可與電滲析器聯合脫鹽，出水水質還可提高。
離子交換混床設備樹脂的工作原理
采用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+ R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl- R—Cl+OH-
3、陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成： RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。
離子交換混床設備樹脂的預處理
陽離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時，在酸堿之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的HCl溶液進行，放盡酸液，用清水淋洗至中性即可待用。
陰離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗，然后用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時，在堿酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復2~3次，每次酸堿用量為樹脂體積的2倍。最后一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行，用放盡堿液，用清水淋洗至中性即可待用。
離子交換樹脂再生工藝
離子交換樹脂在使用一段時間后，吸附的雜質接近飽和狀態，就要進行再生處理，使之恢復原來的組成和性能。目前，國內樹脂的再生常用化學藥劑酸堿法使失效的樹脂恢復交換能力，酸的使用通常采用HCl或H2SO4，調配濃度為3-5%左右；堿的使用一般采用NaOH，調配濃度為3-5%左右。
一、反洗分層：
反洗流速10米/時，反洗時間15分鐘，以沉降后陽，陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。
二、進再生液：
用20分鐘左右的時間泵完所需的再生液，浸泡2-3個小時后采用正洗的方法，陰樹脂沖洗至出水堿度PH=8-9左右，陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。
三混合：
從底部進入氮氣（也可用壓縮空氣，真空抽氣等）進行混合，進氣壓0.1~0.15MPa，進氣量2.5~3.0米3/（米2·分），混合時間一般為5～10分種，以柱內樹脂充分混合為終點。
離子交換樹脂超純水制備工藝的特點及應用領域
離子交換混床設備是傳統的去離子水設備，它的產水水質穩定，造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是采用陽床+陰床+混床處理工藝。近年來，隨著反滲透、EDI等工藝的發展，離子交換設備操作復雜，不容易實現自動化，浪費酸堿，運行成本高等缺點更加突出，目前更多的應用于反滲透的深度處理。
小型的離子交換混床設備常采用有機玻璃交換柱，有利于觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分，陽離子是否“中毒”等，樹脂損耗情況等。
大型的離子交換混床設備則采用碳鋼內襯環氧樹脂或襯膠，中間預留可視裝置，以便于離子再生時在線觀測再生液水位狀況。
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離子交換混床設備應用領域：電力鍋爐、電路、電鍍、電子、光學、化工、石油、表面處理等行業用工藝軟化水,純水。
離子交換混床設備系統特點：初投資節省，運行簡單，但后期維護費用較高，需定期用藥水再生。出水水質對人員操作依賴性高，有危害性廢液排放。
離子交換混床設備常規配置流程示意圖：市政自來水→原水箱→原水泵→砂濾器→活性炭濾器→陽 床→陰 床→純水箱→用水點
工藝流程說明本工藝包括預處理部分、離子交換精除鹽部分。
1、原水預處理部分：原水中含有多種雜質，如懸浮物、膠體、有機物和無機物。為保證本系統中預除鹽部分的正常運轉，必須先去除水中的懸浮物、膠體、有機物等，使進水達到要求，故本系統設置原水預處理部分。原水預處理部分包括機械濾器、活性炭濾器、保安濾器。
（1）機械濾器： 本設備對進水的濁度有一定的要求，進水的污染指數SDI值要求小于4，濁度小于1NTU。多介質濾器中的濾料包括幾種規格的石英砂，用于除去原水中的懸浮物及脫穩后的膠體。
（2）活性炭濾器 活性炭濾器可以進一步吸附原水中的有機物。活性炭濾器內填精制耶殼型活性炭，用于吸附原水中的余氯、有機物、部分色素和有害物質，降低化學耗氧量COD。活性炭被廣泛應用于生活用水及食品工業、化工等工業用水的凈化，由于活性炭的比表面積很大，其表面又布滿了平均為20—30埃的微孔，因此，活性炭具有很高的吸附能力。此外，活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團，可以對各種性質的有機物質進行化學吸附，以及靜電引力作用，因此，活性炭還能去除水中腐殖酸、富維酸、木質磺酸等有機物質，還可去除象余氯一類對反滲透膜有害的物質，防止反滲透膜被氧化。通常能夠去除63%—86%膠體物質，50%左右的鐵，以及47—60%的有機物質。活性炭脫出余氯的過程是一個簡單的氧化還原過程。此過程有可能使活性炭破碎，但破碎的活性炭并不影響脫出余氯的效果，因此活性炭脫出余氯的效果非常強。
2、離子交換復床精脫鹽部份：
（1）陽床：內裝優質強酸性陽離子交換樹脂，樹脂型號：001*7，質量全交換容量≥4.5mmol/g，是磺酸基聚苯乙烯系凝膠型樹脂，具有優秀的物理和化學穩定性以及良好的耐用溫性能，選擇性好、交換容量高。反滲透產品水進入陽床后，殘存的陽離子與陽樹脂發生置換反應，置換出氫離子，陽離子被進一步去除，去除率達90%以上。
（2）陰床：內裝優質強堿性陰離子交換樹脂，樹脂型號：201*7，質量全交換容量≥3.8mmol/g，是磺酸基聚苯乙烯系凝膠型樹脂，具有優秀的物理和化學穩定性以及良好的耐用溫性能，選擇性好、交換容量高。陽床出水進入陰床后，殘存的陰離子與陰樹脂發生置換反應，置換出氫氧根離子并與陽床置換出來的氫離子發生中和反應，制成中性的水。陰離子被進一步去除，達到精除鹽的效果。
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離子交換混床設備應用領域
1、工業超純水處理工藝，是目前工業用超純水的制備上應用最多的一種工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業裝置上。
3、制藥工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈霉素的開發成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質等。
6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
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