離子交換是水處理技術(shù)中常用的一種，離子交換器是利用陰陽(yáng)離子交換樹脂的選擇性及平衡反應(yīng)原理除去水中的電解質(zhì)離子的一種水處理設(shè)備，在水處理的應(yīng)用方面廣泛，特別是高純水制取的必要設(shè)備。

離子交換是通過(guò)離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的，可去除水中的各種陰、陽(yáng)離子，是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。
離子交換器分為陽(yáng)離子交換器、陰離子交換器等。
當(dāng)原水通過(guò)離子交換柱時(shí)，水中的陽(yáng)離子和水中的陰離子（HCO-等離子）與交換柱中的陽(yáng)樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進(jìn)行交換，從而達(dá)到脫鹽的目的。陽(yáng)、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。

二、工作原理

（1）陽(yáng)離子交換器

當(dāng)原水進(jìn)入裝有H型的陽(yáng)離子交換樹脂的陽(yáng)離子交換器，使水中含有的各種陽(yáng)離子和離子交換樹脂上的H+發(fā)生如下反應(yīng)：

Fe3+3HR-→FeR+3H+

Ca2++2HR-→CaR+2H+

Mg2++2HR-→MgR+2H+

Na++HR-→Na+H+

上述反應(yīng)的結(jié)果是水中的各種陽(yáng)離子（Fe3、Ca2+、Mg2+、Na+）被吸附在離子交換樹脂上，而離子交換樹脂上的H+，它和水中各種陰離子發(fā)生作用

生成各種酸類。

如：H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等

由此可見，經(jīng)陽(yáng)-陰離子交換處理后，水中的各種離子幾乎除去，一般可除去水中含鹽量百分之99以上。

三、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

（1）進(jìn)水裝置

在交換器上部設(shè)有進(jìn)水裝置使水能均勻分布。

（2）中排裝置

中排裝置設(shè)置在陽(yáng)（陰）樹脂和壓脂層的分界面上，用于排泄再生時(shí)酸（堿）廢液和進(jìn)小反洗水，型式為DN500～600型中排為雙母管式：DN800～DN3200型為支管母管式，管上開小孔，管外包覆塑料窗紗及60目尼龍網(wǎng)各一層。材料均為1Cr18Ni9Ti。

（3）排水裝置

DN1200及以下設(shè)備采用多孔板上裝設(shè)寶塔式ABS型濾水帽，DN1500及以上設(shè)備有多孔板上裝濾帽和砂墊層兩種形式，多孔板材按設(shè)備規(guī)格不同而異，DN500～DN600型用硬聚氯乙烯制作，DN800～DN3200型采用鋼襯膠。 另外，在交換器下部排水帽出，樹脂面處及 大反洗膨脹高度處各設(shè)視鏡一個(gè)，用以觀察體內(nèi)工況。筒體上部設(shè)樹脂輸入口，在筒體下部近多孔板處設(shè)樹脂卸出口。樹脂的輸入和卸出均可采用水力輸送。

四、使用方法

（1）樹脂處理

樹脂在未裝進(jìn)交換器之前，首先應(yīng)進(jìn)行篩選，再用百分之8～10的NaCI溶液浸泡20小時(shí)，放掉食鹽水，用水沖洗樹脂，自至出水不呈黃色為止?；蛴冒俜种?的 HCI溶液浸泡2～4小時(shí)，放掉酸液后，用水沖洗樹脂至排水接近中性為止。將樹脂裝入設(shè)備到規(guī)定高度，樹脂裝好后進(jìn)行一次反沖洗。

（2）運(yùn)行

設(shè)備內(nèi)須保持一定高度的水墊層，以防止進(jìn)水直接沖擊樹脂層上的壓脂層。 投入運(yùn)行前一定要進(jìn)行正洗，打開進(jìn)水閥（D1）和排氣閥，當(dāng)水已滿時(shí)關(guān)閉排氣閥，打開正洗排水閥（D5），至水質(zhì)合格再轉(zhuǎn)入運(yùn)行，即關(guān)閉正洗排水閥（D5），打開出水閥（D2）。

（3）再生

當(dāng)出水水質(zhì)超過(guò)指標(biāo)或產(chǎn)生了一定體積的脫鹽水后，離子交換器需進(jìn)行再生，再生的步驟如下：

(a)小反洗：再生前應(yīng)對(duì)中間排液管上面的壓脂層進(jìn)行小反洗，洗去運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層和中間排液裝置上的污物，即打開小反洗進(jìn)水閥（D7）和反洗排水閥（D4），反洗流速一般為5～10米/時(shí)，時(shí)間約15分鐘。小反洗結(jié)束后，關(guān)閉小反洗進(jìn)水閥（D7）及反洗排水閥（D4）。

(b)進(jìn)再生液：打開再生液閥（D6）及中間排液閥（D8），再生液由低部進(jìn)入，廢液由中排口排出。為保證再生效果，應(yīng)控制一定的再生液濃度及再生流速。

(c)小正洗：在進(jìn)再生液的過(guò)程中，有部分廢酸（堿）滲入壓脂層中，為了節(jié)省正洗耗水量及縮短正洗時(shí)間，在正洗之前，用小正洗的方法將這部分廢液洗去。小正洗時(shí)，打開進(jìn)水閥（D1），然后打開中間排液閥（D8），水從中排安裝排出，流速控制在10～15米/時(shí)，時(shí)間約5～10分鐘。

（4）正洗

小正洗結(jié)束后，關(guān)閉中間排液閥（D8），開啟正洗排水閥（D5）進(jìn)行正洗，流速同運(yùn)行流速，待出水水質(zhì)符合要求時(shí)即關(guān)閉排污閥（D5），打開出水閥（D2）投入運(yùn)行。

（5）大反洗

由于交換劑被壓實(shí)、污染等會(huì)影響正常工作，所以在運(yùn)行若干周期后一定要進(jìn)行一次大反洗，大反洗的間隔周期可根據(jù)本廠的進(jìn)水濁度、出水質(zhì)量、運(yùn)行壓差和交換容量等情況而定，一般運(yùn)行10～20周期進(jìn)行一次，大反洗后交換劑層被打亂，為了恢復(fù)正常交換容量，在大反洗后的首先再生時(shí)，再生劑要比正常時(shí)增加 0.5～1.0倍。大反洗時(shí)，打開大反洗進(jìn)水閥（D3），閥門要由小到大，反洗強(qiáng)度控制在反洗視鏡的中間點(diǎn)為準(zhǔn)，打開反洗排水閥

（D4）進(jìn)行反洗。反洗時(shí)間約為10～15分鐘。

五.設(shè)備規(guī)范

（1）設(shè)計(jì)壓力：0.59MPa 試驗(yàn)壓力：0.88MPa

（2）運(yùn)行流速：固定床：15～25m/h 浮動(dòng)床：40～50m/h 陰、陽(yáng)混合床：40～120m/h

（3）工作溫度：5～50℃

（4）出水品質(zhì)：軟化水設(shè)備：硬度≤0.03ml/L 一級(jí)純水設(shè)備：電導(dǎo)率<10-3s/m

（5）進(jìn)水濁度：≤5mg/L