员工离子交换培训学习提纲
第一篇离子交换树脂及离子交换原理
一、离子交换树脂：
1、分类：
（1）按交换基因性质分：阴离子交换树脂、阳离子交换树脂。
（2）按孔型分类：凝胶型：水合时孔就扩大，失水时孔就缩小；
大孔型：交换能力比凝胶型低。
2、性能：
（1）物理性能：
颜色：
形状：均形成球型，通水性好，装载量大；
粒度：粒度大，交换速度慢。粒度小，交换能力大，但压力损失大。一般在0.3~1.2mm范围；
密度：
a、湿直密度：一般在1.04~1.30g/ml间（阳树脂的大于阴树脂的温直密度）。
b、湿视密度：一般在0.6~0.85 g/ml间-------用来计算单位体积需温树脂的装载量。
含水率：能反映其交联度和网眼中的孔隙率（一般在40%~60%间）。
含水率=（湿树脂质量-干树脂质量） / 湿树脂质量
转型膨胀率：由单一离子型转换为另一单一离子型的体积变化。
耐磨性：一般保证一年的耗损不超过3%~7%。
（2）化学性能：
酸碱性：高分子电解质，在水中发生电离，也可水解反应。
选择性：优先交换化合价数高的离子，同价离子优先交换原子序数大的离子。
交换容量：
全交换容量：单位质量的全部交换基因的数量；
工作交换容量：即单位体积树脂从再生型变为失效型基团的量。影响因素有：树脂种类、粒度、原水水质、出水水质、运
行流速、树脂层高、再生等。
热稳定性：弱酸＞强酸＞弱碱＞I型强碱＞Ⅱ型强碱。
（3）水力学性能：
①水流阻力：与树脂层高、颗粒分布、破碎状况、层成排列、水温、水流方向等有关。
②树脂层反洗展开率=（反洗时层高-反洗前层高） / 反洗前层高，与水温、流速、颗粒大小、湿密度等有关。如：001×7在20%~95%间；201×7在30%~100%间，流速大展开率就大。
③树脂沉降速度：树脂的分层特性取决于两种树脂的沉降速度。
二、离子交换的基本原理：
1、离子交换反应：可逆性。
2、离子交换平衡；
3、离子交换速度。
三、离子交换树脂层的工作过程：
1、交换过程：交换带的形成阶段→交换带的移动阶段→交换带的消失阶段。
2、再生过程：
四、离子交换树脂的使用：
1、选用原则：
①交换容量；
②原水水质，关系到过程中要去除离子的性质
③出水水质，除盐水处理，须选强型树脂。
2、保管：
①新树脂保管：出厂时其含水率是饱和的，应防止水分消失（干树脂用饱和NaCL水泡）。树脂应避免与铁、氧化剂、油类
等接触。
②旧树脂保管：树脂转型，通常变CL型或Na型存放。
3、新树脂投运前的预处理：
阳树脂：饱和NaCL水泡18小时→清水漂洗→2%~4%NaOH泡3小时→漂洗→5%HCL浸泡4~8小时→漂洗至中性→结束。
阴树脂：饱和NaCL泡18~20小时→漂洗→5%HCL浸泡4~8小时→漂洗→2%~4%NaOH炮4~8小时→漂洗中性→完成。
4、树脂装填：
a、水力装卸器：阳树脂（用清水装）、阴树脂（用盐水装）。
b、装完后，测高→反洗→沉降→排水→平整。
C、大孔树脂，应去降软球等物质。
第二篇离子交换除盐水处理
离子交换除盐水处理（化学除盐水处理）：可使水的含盐量达到几乎不含离子的纯净程度，即它可以作为深度化学除盐方法。由于它遵循等物质量规则，当原水含盐量过高时，单纯用离子交换，制水的成本过高。
一.离子交换除盐水处理的原理：
在混床中，交换生成的H+和OH-立即中和生成水，不存在反离子的干扰，交换，出水质好。
二、强碱性阴离子交换树脂的工艺性能：
1、工作交换容量：
对流再生时，因素有：再生剂用量；水的总离子含量；[SiO2] / CE比值（ [SiO2]为进水SiO2含量）。
注意：①进水SiO2含量＜总阴离子含量的40%;
②粒度不同交换容量不同；
③交换器有缺陷，布水布碱不均，实际交换器容量减小；
④大反洗后第一次再生时，要得到与以前同样的交换容量，其再生剂用量应增加0.5~1倍。运行或再生工况有较大变动时，交
换容量将经几周后才能达到稳定值。
顺流再生时，
注意：①进水SiO2含量＜总阴离子含量C∑的40%;且硅酸以单分子形式存在。
②进水CO2含量在5~15m g / l 范围内，再生液浓度为4%，再生时间t=60min。
③其余与对流再生时相同。
2、再生剂耗：
3、出水水质：
OH型强碱阴树脂进行离子交换时，选择性顺序为;SO42-42-＞NO3-＞CL-＞OH-＞F-＞HCO3->HsiO3-
可见除硅不完全，即水中的OH-离子对HsiO3-离子交换有干扰作用。为排除干扰，应降低水的PH值。为此采用原水→ H型强酸阳
树脂→OH型强碱阴树脂。
要除硅完全，：
⑴降低强碱交换器的进水PH值，使原水先经过H型强酸离子交换器。
⑵控制H型强酸阳树脂交换器出水中Na+的泄漏量，防止生成的强碱对除硅反应的干扰。经验：若控制Na+的泄漏量＜800μg /
L,OH型再生剂用量足够（对流再生＞300mol / m3，顺流再生＞600mol / m3）。保证足够的再生时间和合理的再生操作，可保证出水中的SiO2含量小于100μg / L。
⑶用强碱性再生剂，利于树脂再生度，利于除硅。
⑷因HCO3-妨碍OH型树脂对HsiO3-的交换，故需用除碳器先去除水中的CO2。
三、弱碱阴树脂的工艺性能：
只能与水中以酸形式存在的强酸根离子交换，不能与弱酸根离子交换，因此要求水的PH值＜7。与OH型强碱阴树脂合用时，须是：水→ OH型弱碱阴树脂→ OH型强碱阴树脂。
四、离子交换水处理系统：
1、一级复床离子交换：出水水质一般为电导率低于10μs /cm(25℃)，水中硅酸含量（以SiO2计）可低于100μg / L，PH=8~9.5。
2、混合床：混合床实效后可用水力反洗法将两种树脂分开，然后用酸碱分别对其再生，在用除盐水正洗至合格，用压缩空气将两种树脂混合，即可使用。出水μs /cm＜0.2，SiO2＜20，PH值=7.0±0.2。
3、常用离子交换除盐水处理系统：总离子含量CEK＜2~14mmol / L。
(Sk（顺）＜2，Sk（逆）＜6＝。
第三篇离子交换水处理系统的设备及其运行
离子交换水处理设备通常包括：离子交换器、除碳器、再生剂系统等设备。
固定床离子交换器是离子交换剂在静止条件下运行的离子交换器，简称固定床。
一、顺流再生离子交换器：
1. 结构：
壳体内部自上而下为进水装置、再生液分配装置、交换剂层、石英砂垫层和排水装置等组成。运行（交换）时原水水流和再生时再生液流动方向均为自上而下。
2. 工作过程：
运行→反洗→再生→置换→正洗 等五个步骤。
3、离子排代过程：
3.特点：
（1）、设备简单。
（2）、再生度较低的树脂正处于出水端，因此出水水质较差。
（3）、再生度较高的树脂正处于再生液排出端，大量失效离子将这部分再生度消耗掉。
（4）、再生液首先再生较难再生的两价离子，再生剂用量大，再生度低，树脂工作交换容量低。
二、对流（逆流）再生离子交换器：
1.
结构：与顺流再生离子交换器的主要区别：树脂层上有压脂层，并设有中间排液装置（一般设在压脂与树脂层中间，用于再生液排出）。
交换时，原水流自上而下，再生时自下而上流动。
再生和置换时离子交换树脂不发生紊乱（乱层）是保证对流再生效果的关键。应控制再生液和置换水的流速、再生液的浓度及不同的顶压方式。
压脂层的作用是防止再生液和置换水向上流动时引起树脂乱层，对进水有过滤作用，可用密度低于交换树脂的白球（惰性树脂球）。
2、工作过程：小反洗→再生→置换→清洗→运行→大反洗。
（1）、空气顶压法的再生过程：
采用净压缩空气压力为：0.03~0.05Mpa,空气流量为0.2~0.3m3 /（m2 . min）
（2）、水顶压法的再生过程：
顶部引入顶压水，经压脂层产生一定压降，将树脂层压住防止乱层。顶压水、再生液同时由中间排液装置排出。顶压水水压为0.05 Mpa,顶压水流量为再生液流量的1~1.5倍。
（3）、低流速的再生过程：
以很低流速的再生液从下向上流过树脂层，由交换器顶部排出，在防止树脂层错动的情况下，达到再生目的。
（4）、无顶压法再生过程：与顶压法相同，只要控制中间排液量小孔流速在0.1m/s，再生液流速3~5m/h.工艺参数见p277页表12-10，表12-11。
3、特点：
再生时，再生液自下而上，可保证保护层中未失效的树脂保持原有形态。由于层未乱，能满足逐层排代的有利再生条件，提高了再生效率。而且在交换器失效时，低层的失效度很低，而再生时却先再生，使再生更，所以出水水质提高。
缺点：设备结构复杂，操作麻烦。
三、混合床离子交换器：
1、结构：上部进水装置、下部多孔板、当水板、滤布层和进压缩空气装置，中部中间排水装置。
（1）为便于混合床阴阳树脂分层，阴阳树脂的湿直密度差应大于15%~20%。
（2）、混床中阴阳离子树脂的比例原则是阴阳树脂同时失效。当进水水质不同时其比例要随之调整。
如：锅炉补给水混床，体积比为：阴树脂：阳树脂=2：1凝结水处理的混床，进水中有大量的氨存在，则阴树脂：阳树脂=1:2
2、工作过程：包括反洗分层、再生、树脂混合、正洗、交换运行等步骤。
（1）、反洗分层：目的将阴阳两种树脂分离。
——浮选分离法：向反洗预分离的树脂内加入密度介于两种树脂之间的溶液，如：NaCL和NaOH液。使密度小的浮起，密度大的阳树脂沉于底部，达到分离的目的。
——隔离分离法：在其中加入密度介于两种树脂之间的惰性树脂（其密度约为1.16~1.17g/ml），反洗分层时，惰性树脂介于两者之间，对两边的两种树脂分别再生。
（2）、再生:
——酸碱分别流经阴、阳树脂层的两步法体内再生：反洗分层→上部送入NaOH，下部注入清水，废液、清水由中间排液管排出→下部酸液、上部清水，废液和清水由中间排液管排出→除盐水分别由上下送入，清洗阳树脂至排水酸度降至0.5mmol/L以下，清洗阴树脂至排水OH-碱度降至0.5mmol/L为止.
——酸碱同时流经阴、阳树脂层体内再生：反洗分层→同时由上下送入碱液和酸液，中间排出→清洗水也同样由上下送入，中间排出。
——阴树脂移出体外再生。
——阴阳树脂外移体外再生。
（3）、阴、阳树脂的混合：
交换器中水高出树脂表面100~200mm→通入压缩空气混合均匀→立即快速排水，使树脂迅速下落，避免再次分层。
（4）、正洗：用除盐水以10~20m/h的流速进行正洗，至出水电导率和硅酸盐含量合格为止。
（5）、交换：混合床的运行一般在较高流速（一般为50~100m/h）运行。
3、混床的特点：
优点：出水水质好，水质稳定，间断运行影响小，交换终点明显，利于监督实现自制，设备集中。
缺点：交换容量利用率低；树脂损耗大；有机物污染敏感；再生操作复杂，且时间长。
对水质除盐较高时，在复床后设置混床，对除盐起“精加工”的作用。
