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。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)、陰和混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。
混合床離子交換器，簡(jiǎn)稱混床，是將陰陽(yáng)樹脂按一定比例裝置填在同一交換器中，運(yùn)行前將它們混合均勻。此時(shí)被處理水在通過(guò)混合離子交換床后，所產(chǎn)生的H+ 和 OH- 離子立即生成溶解度很低的水。混合床串聯(lián)在反滲透或一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)后面，用于純水或高純水的制備。
陽(yáng)離子交換器內(nèi)裝 001 × 7 型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂（用 30%鹽酸作還原劑），當(dāng)原水進(jìn)入 H 型 陽(yáng)離子交換樹脂的交換器中，使水中的各種陽(yáng)離子和離子交換樹脂上的 H+ 發(fā)生反應(yīng)，水中各種陽(yáng)離子被吸附在離子交換樹脂上，而離子交換劑上的 H+ 則到了水中，它和水中各種陰離子生成各種酸類。如 HCl 、 H2SO4 、 H2CO3 、H2SiO3 等，此時(shí)陽(yáng)床出水呈酸性。陽(yáng)床出水中 HCO3 占陰離子總含量的 40-50%，如不除去將會(huì)增大陰床的負(fù)荷，影響陰床的工作效率，縮短陰床運(yùn)行周期，增加制水成本。當(dāng)水的 PH 值低到 4.3 時(shí)，水中的碳酸化合物，基本以游離 CO2的形式存在。在平衡條件下， CO2 溶解度只有 0.6mg/L ，而陽(yáng)床出水 CO2 的溶解度約為 10mg/L ，很容易從中析出。脫碳就是利用這個(gè)原理來(lái)除CO2 。由于空氣中的 CO2 很少，即它的分壓很小，約占大氣壓力的 0.03% ，所以當(dāng)鼓入脫碳器的空氣和陽(yáng)床出水接觸時(shí)，水中的 CO2便會(huì)析出。因此，二氧化碳脫磷運(yùn)行時(shí)要鼓入空氣。脫碳器內(nèi)裝塑料拉稀環(huán)，主要為了增加水與空氣的接觸面積。經(jīng)脫碳，一般可將水中的 CO2 降至 5mg/L 左右。
陰離子交換器內(nèi)裝 201 × 7型強(qiáng)堿性陰離子交換樹（用燒堿作還原劑），經(jīng)脫碳器出來(lái)的酸性水，進(jìn)入裝有 OH 型陰離子交換樹脂的交換器中，使水中的陰離子與離子交換樹脂上的 OH發(fā)生反應(yīng)，水中各種陰離子被吸附在離子交換樹脂上，而離子交換劑上的 OH+ 則到了水中。 由此可見，經(jīng)陽(yáng)離子交換器→脫碳器→陰離子交換器處理后，水中各種離子幾乎除去，一般可除去水中含鹽量 99% 以上。
本工藝采用逆流再生方式，離子交換器工作時(shí)，水流自上而下，流過(guò)離子交換劑層。逆流再生時(shí)，再生液自下而上通過(guò)離子交換劑層。由于水流與再生液逆向流動(dòng)，因此交換器下部的交換劑先與新鮮的再生液相接觸，使其得到的再生度。而上部再生較差的樹脂仍具有一定的交換容量。較順流具有明顯降低運(yùn)行費(fèi)用及出水水質(zhì)良好的特點(diǎn)。
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