離子交換器
混（hún）床（chuáng）是混合離子交換柱的簡稱，是針對離子交換技術所設計的設備。
所謂混床，就是把一定（dìng）比例的陽、陰離子交換樹（shù）脂（zhī）混合裝填於同一（yī）交換（huàn）裝置中，對流體中的（de）離子進行（háng）交換、脫除。由於陽樹（shù）脂的比重比陰（yīn）樹脂大，所以在混床內陰（yīn）樹脂在上陽樹（shù）脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為（wéi）1：2，也有裝填比例為1：1.5的（de），可按不（bú）同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步（bù）再生式混床和體外再生式（shì）混床。同步再生式混床在運行及整個（gè）再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出設備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所（suǒ）需附屬設（shè）備少，操作簡（jiǎn）便。
混床處理（lǐ）工（gōng）藝的設備包括混（hún）合離子交換器和體（tǐ）外再生設備。其中體外再生設備主要包括樹（shù）脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜（zá）樹脂塔和酸堿再生設備。國內混床處理工藝主要特點體現在樹脂分（fèn）離再生工藝上。樹脂的分離再生工（gōng）藝有三種。
1、出（chū）水水質優良，出（chū）水pH值接近中性。
2、出水水質穩定，短時間運行條（tiáo）件變化（如進水水質或組分、運行流（liú）速等）對混（hún）床出水水質影響不大。
3、間斷運行對出水水質的影響小，恢複到停運前水質所需的時間比較短。
4、回收率達到100%
混床外殼製作材質（zhì）有玻璃鋼、有機玻璃、不鏽鋼、碳鋼、防腐等，外（wài）型為圓柱型，直徑Φ200—2500mm，產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝（zhuāng）載強酸陽離子交換樹脂，陰床裝載（zǎi）強堿陰離子交換（huàn）樹（shù）脂，裝載（zǎi）高度一向在（zài）1000—2400 mm，小型濾帽式設備底部沒有承托層，中大型設備（bèi）底部有（yǒu）粒度不（bú）同多級別石英砂（shā）承托層（現不建議這（zhè）樣做，因為酸洗的時候石英砂和酸會產生化學反（fǎn）應，對水質（zhì）造成影響），逆流再（zài）生固定床樹脂頂層有200 mm厚壓脂層樹脂（特殊的樹脂用來覆蓋下麵的樹脂）。有機玻璃柱運行壓力≤0.15MPa，其他材質的（de）設備運行壓力≤0.6MPa。陽床配備有酸箱、酸泵再（zài）生係統，陰床配備有堿箱、堿泵再生係統。
運行
本係統（tǒng）有兩種進水方式：軟化(軟化器處理水（shuǐ）)進水和初脫鹽(反滲透處理水)進水，分別由（yóu）各自的控製閥控製進水。
運行時，開初脫鹽進水控（kòng）製閥（fá）、進水閥、產水閥，其他閥們均應關閉！
反洗（xǐ）
關閉進水閥、產水閥；打開反洗進水閥、反洗排放閥，以10m/h反洗15min。然後，關閉反洗進水閥、反洗（xǐ）排放閥。靜置，沉降5~10min。開排氣閥、中排閥，部分排水至樹脂層表麵上10cm左右，關閉排氣閥、中排閥。
再生
開進水（shuǐ）閥、加（jiā）酸泵、進酸閥、中（zhōng）排閥，以5m/s、200L/h對陽樹（shù）脂進行再生，用反滲透產水對陰樹脂進行清洗，維持柱內（nèi）液麵在樹脂層表麵上10cm。對陽樹（shù）脂再生30min後，關進水閥、加酸泵、進酸閥，開反洗進水閥、加堿泵、進堿閥，以5m/s、200L/h對陰樹脂進行再生（shēng），用反滲透產水對陽樹脂進（jìn）行清洗，維（wéi）持柱內液麵在樹脂層（céng）表麵上10cm，再生30min。
置換、混脂、衝（chōng）洗
關加堿泵、進堿閥，開進水閥（fá），上下同時（shí）進水對樹脂進行置換、清洗。30min後，關進水閥、反洗進水閥、中排閥（fá），開反洗排放閥（fá）、進氣（qì）閥（fá）、排氣（qì）閥，以壓力0.1~0.15MPa，氣量2~3m3/(m2·min)，混合樹脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣閥，沉降（jiàng）1~2min。開進水閥、正洗排放閥（fá），調節排氣閥，灌水至柱內無空氣後，關排氣閥，對樹（shù）脂衝洗（xǐ）。當電導率（lǜ）達到要（yào）求時（shí），開產水閥，關正洗（xǐ）排放閥，開始製水。
樹（shù）脂二（èr）次（cì）分離（lí）再生工藝
是將失效的混床樹脂輸送至樹脂分離器(陽樹脂再生器)，完成水（shuǐ）力分離後，將上層的陰離子交換樹脂移送混床至（zhì）陰樹脂再生器。陰陽樹脂分離麵附近的混合樹脂輸送到混雜樹脂塔，然後分別再生陰陽樹脂。對於混（hún）雜樹脂塔內的樹脂，下一次再生（shēng）時將被送回到樹脂分離器(陽樹脂再（zài）生器)內進行二次分離。在（zài）這裏，樹脂分離器同時作為陽樹脂再生器。
錐體分離再生工藝
錐體分離再生工藝是將樹脂分離器底部（bù）作成一錐體。該設備同（tóng）時作為陰樹脂再生（shēng）器（qì）而（ér）不作為陽樹脂再生器。失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器完成水力分層後，位於樹脂分離器下部的陽樹（shù）脂（zhī）從錐體底部被輸送（sòng）到陽樹脂（zhī）再生器。由於樹（shù）脂分離器底部為一錐形體，樹脂分（fèn）離界（jiè）麵的樹脂很少，從而減少（shǎo）中間（jiān）混合樹脂的數量，提（tí）高分離效果。在輸送陽樹脂時（shí），分離界麵在自動控製時的（de）自動檢測常（cháng）采用光電法或電導法。所謂光電法即采用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深淺；而電導法則采用測量（liàng）陰陽樹脂輸送水的電導變化，當充入W2氣體的樹脂輸送水由陽樹（shù）脂變為陰樹脂時，其（qí）電導將變小。利用兩種方式產生的信（xìn）號（hào）變化來控製陰陽樹脂界限。
陰陽樹脂再生工藝
是將失效樹脂從混床輸（shū）送到樹脂分離器內，失效樹脂（zhī）水力分層（céng）後，在分離器內同時對陰陽樹脂進行再生。樹脂分離器同時作為樹脂再生器。該方式同補給水（shuǐ）處理除鹽混床完全相（xiàng）同。
離子交換器
離（lí）子（zǐ）交換器工（gōng）藝（yì）需要將交換劑放在離子交換（huàn）器(或稱為床)內進（jìn）行，離子交換劑失效後通（tōng）過再生來恢複離子交換能力。為了提高離子交換工藝的經濟性和技術適用性，產生了不同樹（shù）脂的（de）組合（hé）、不同的床型以及各種離子交換（huàn）係統。常見的離子交換器有固定床(離子交（jiāo）換（huàn）器)和連續（xù）床兩類。
工作原理就是離子的交（jiāo）換。
運行時：陽樹脂(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬（shǔ）離子，X-為（wéi）陰離子。再生過程（chéng）為其逆（nì）過程。
離子交（jiāo）換器的（de）失效控製
離子交換除鹽水處理較簡單的流（liú）程為陽床-陰床組成的一級複床除鹽（yán）係統。有的一級複床除鹽係統采用單元製，即每套一級複床除鹽係統包括 陽床、（除碳（tàn）器）、陰床各一台，在（zài）離子交換除鹽（yán）運行過程中，無論是陽床還是陰床先（xiān）失效，都是同時再生；還有（yǒu）的一級複床除鹽係統采用（yòng）母管製（zhì），即陽床與（yǔ）陽床或陰床與陰床（chuáng）是並聯運行的，哪一台交換器失（shī）效就再生哪一台。
1 檢測和控（kòng）製原理
強酸性陽樹脂（zhī）對水中各種陽（yáng）離子的吸附順序為（wéi）：
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；由此可知，水中金屬離子Na+被吸附的能力較弱，所（suǒ）以當離子交（jiāo）換時樹脂層的各種離（lí）子吸附層逐漸下移，H+.被其他陽離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄（xiè）漏的是下層的Na+；因此監督陽離子（zǐ）交換器失效（xiào）是以漏鈉為（wéi）標準（zhǔn）的；其反應方程（chéng）為（A代表金（jīn）屬（shǔ）陽離子,R為樹脂基團（tuán））：
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
強堿性陰樹脂對水中（zhōng）各種陰離子的吸附順序為：
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力較弱（ruò），所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐（zhú）漸下移（yí），OH-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的（de）是下層的HSiO3-；因（yīn）此監督（dū）陰離子（zǐ）交換器失效是以漏矽為標準的；其反應方程為（B代表酸根陰（yīn）離子，R為樹脂基（jī）團（tuán））：
Bm-+mROH=RmB+mOH-
2 設備優點
(1) 出水水（shuǐ）質優良，出水pH值接近中性。
(2) 出水水質穩定，短時間運行條件變化（如進水水（shuǐ）質或成分、運行流速等）對混床出水水質影（yǐng）響不大。
(3) 間斷運行對出（chū）水水質的影響小，恢複到停運前水質（zhì）所需的時間比較短。
(4) 產水（shuǐ）水質（zhì）優良，電導率≤0.2us/cm
離子交換（huàn）器（qì）主（zhǔ）要用（yòng）於純水和高純水的製備，主要用於中高壓鍋爐給水；新材料、新能源、化工新材料，輕金屬（shǔ）材料、納米材料、玻璃鋼石（shí）墨、複合材料等的生產工藝用水。
