离子交换工艺

孙明虎200811648离子交换工艺与设备离子交换工艺过程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。(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+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）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。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。(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。(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：(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。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。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。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。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。但是由于设备复杂、操作麻烦、对水质水量变化的适应性差，以及树脂磨损大等缺点，故限制了它们的应用范围。下一部分离子交换法及应用