连续离子交换移动床工艺

❶ 离子交换水处理的装置有多少分类

离子交换水处理的装置主要有固定床和连续床两大类.固定床中又有单级、多级、复合、混合、双层和双流等类型.连续床中又分为移动床和流动床两种类型.
固定床是离子交换处理中最简单的软化水的方法.该方法在水处理运行中的几个基本过程（交换、反洗、再生、清洗）间歇反复地在同一装置中进行,而离子交换树脂本身不移动和流动.具有操作简单,所需设备少,水质稳定等优点.
单床是固定床中最简单的一种方式.常用的钠型阳离子交换器即属这一方式.
多床是用同一种离子交换剂,两个或两个以上的单床串联使用的方式.当单床处理水质达不到要求时可采用多床.
复床是将两种不同的离子交换剂的交换器串联使用,用于水的除盐.
混合床是将阴阳离子交换树脂置于同一柱内,相当于多级阴阳离子柱串联起来.处理水质量较高.
双层床是在一个交换柱中装有两种树脂 （弱酸与强酸、弱碱与强碱型）,上下分层不混合.
双流床主要用于处理凝结水,可提高水质.
固定床离子交换的缺点是,树脂用量多而利用率低,运行不连续.为提高树脂利用率及管理自动化,二十世纪六十年代出现了连续式离子交换装置.可分移动床式和流动床式.
所谓移动床是指将交换剂装于交换塔中,原水从下部进入塔内,软水从塔上部流出.这样自下而上的流动,交换一定时间（一般为45～60分钟）后停止交换,而将交换塔中一定容量的失效交换剂送至再生塔中还原.同时从清洗塔向交换塔上部补充相同容积的已还原清洗的交换剂,约10分钟后,交换塔又开始工作.因交换塔上部始终有刚加入的新交换层,故出水水质稳定.交换剂及还原液的利用率都比固定床高.其缺点是交换剂磨损较大,耗电量较多.
所谓流动床是完全连续工作的,它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的离子交换剂,并且不断向交换塔内输送再生后的交换剂.流动床的优点是出水质量高,并且比较稳定；设备简单,操作方便；需交换剂量少.只是在新设备投入运行时,需要一定时间进行调整.

❷ 废水离子交换处理法的交换设备

有固定床、移动床、流动床等型式。固定床是在离子交换一周期的四个过程（交换、反洗、再生、淋洗）中，树脂均固定在床内。移动床则是在交换过程中将部分饱和树脂移出床外再生，同时将再生的树脂送回床内使用。流动床则是树脂处于流动状态下完成上述四个过程。移动床称半连续装置，流动床则称全连续装置。
床内只有一种阳树脂（或阴树脂）的称为阳床（或阴床），床内装有阳、阴两种树脂的称为混合床。如床内装有一种强型和一种弱型阳树脂或阴树脂的则称为双层床。混合床可同时去除废水中的阳、阴离子，相当于无数个阳床、阴床串联，因而可制取高纯水。采用双层床进行离子交换时废水先通过弱型树脂，后通过强型树脂，再生时则相反。

❸ 离子交换水处理的装置有多少分类

离子交换水处理的装置主要有固定床和连续床两大类。固定床中又有单级、多级、复合、混合、双层和双流等类型。连续床中又分为移动床和流动床两种类型。
固定床是离子交换处理中最简单的软化水的方法。该方法在水处理运行中的几个基本过程（交换、反洗、再生、清洗）间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动和流动。具有操作简单，所需设备少，水质稳定等优点。
单床是固定床中最简单的一种方式。常用的钠型阳离子交换器即属这一方式。
多床是用同一种离子交换剂，两个或两个以上的单床串联使用的方式。当单床处理水质达不到要求时可采用多床。
复床是将两种不同的离子交换剂的交换器串联使用，用于水的除盐。
混合床是将阴阳离子交换树脂置于同一柱内，相当于多级阴阳离子柱串联起来。处理水质量较高。
双层床是在一个交换柱中装有两种树脂 （弱酸与强酸、弱碱与强碱型），上下分层不混合。
双流床主要用于处理凝结水，可提高水质。
固定床离子交换的缺点是，树脂用量多而利用率低，运行不连续。为提高树脂利用率及管理自动化，二十世纪六十年代出现了连续式离子交换装置。可分移动床式和流动床式。
所谓移动床是指将交换剂装于交换塔中，原水从下部进入塔内，软水从塔上部流出。这样自下而上的流动，交换一定时间（一般为45～60分钟）后停止交换，而将交换塔中一定容量的失效交换剂送至再生塔中还原。同时从清洗塔向交换塔上部补充相同容积的已还原清洗的交换剂，约10分钟后，交换塔又开始工作。因交换塔上部始终有刚加入的新交换层，故出水水质稳定。交换剂及还原液的利用率都比固定床高。其缺点是交换剂磨损较大，耗电量较多。
所谓流动床是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的离子交换剂，并且不断向交换塔内输送再生后的交换剂。流动床的优点是出水质量高，并且比较稳定；设备简单，操作方便；需交换剂量少。只是在新设备投入运行时，需要一定时间进行调整。

❹ 连续离子交换系统在有机酸的分离纯化是如何应用的

连续离子交换设备优势
1、整合所有的步骤、可连续运转、系统匹配性强
2、显著的减少树脂的用量，充分发挥了树脂的利用潜力，延长树脂的使用寿命
3、减少水和化学品的耗量，大幅度降低运行成本和减少污水排放量
4、同时可去除或者分离具有不同特性的物质，可将复杂的工艺简单化
5、保持料液中产品的成分和浓度稳定，可以有效提高产品料液的纯度和浓度，节省后续工艺成本

❺ 离子交换器的典型工艺流程

莱特.莱德1、苦咸水淡化、地下水除氟

原水→过滤器→精密过滤器→电渗析装置→中空纤维超滤器→紫外线杀菌器→成品水

2、饮用纯净水、太空水生产

原水→机械过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→电渗析装置→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→中空纤维超滤器→紫外线杀菌器→臭氧灭菌装置→成品水

3、制药行业针剂制备、大输液制备用水

原水→活性炭过滤器→精密过滤器→电渗析装置→阳离子交换器→阴离子交换器→混合离子交换器→多效蒸馏水机→成品水

4、化肥、机械行业用水

原水→机械过滤器→精密过滤器→电渗析装置→阳离子交换器→脱气塔→阴离子交换器→成品水
软化器即为钠离子交换器，离子交换器分为：钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类。离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。

用途离子交换器主要用于纯水和高纯水的制备，在医药、化工、电子、涂装、饮料及中高压锅炉给水等诸多工领域中已有十分广泛的应用。用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理，工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合，还可用于食品药物的脱色提纯，贵重金属、化工原料的回收，电镀废水的处理等。

❻ 离子交换器的正洗是什么

离子交换器的运行

离子交换器分为固定床和连续床两种。固定床有顺流再生固定床、逆流再生固定床、浮动床、双层床、混合床等形式；连续床有移动床和流动床。离子交换除盐系统一般都采用固定床。
离子交换器外形为圆筒形容器，为防止设备腐蚀，对交换器内部及附属设备都进行了防腐处理。
针对我厂的设备特点，本节主要介绍逆流再生固定床离子交换工艺。
一、逆流再生固定床离子交换工艺
1、交换器的结构
逆流再生离子交换器按其用途的不同，可分为阳离子交换器（包括H型）和阴离子交换器（OH型等）。用于软化工艺的阳离子交换器称为钠离子软化器和氢离子软化器。用于除盐工艺的阳离子交换器和阴离子交换器分别称为阳床和阴床。这些交换器在结构上没有多大区别，其结构为交换器内顶部装有十字支管式进水分配装置。中上部装有母支管式再生液分配装置，称为中间排水装置。在其上面有一层厚150～200mm的压脂层,其作用一是过滤掉水中的悬浮物,二是使水均匀地进入中排装置。底部装有穹形多孔板加石英砂垫层式的排水装置。交换器的外部设有各种管道、阀门、取样管、监视管、排空气管、流量和压力表计以及有机玻璃窥视孔等。
2、交换器的运行
交换器的运行应保证其出水水质、水量和经济指标，这些指标与运行操作，特别是再生操作有很大的关系。
逆流再生固定床的运行通常分为四个步骤，从床层失效后算起为：反洗、再生、正洗和交换。这四个步骤为交换器的一个运行周期。
（1）小反洗。交换器运行到失效时，停止交换运行，将反洗水从中间排水管引进，对中间排水管上面的压脂层进行反洗，以冲去运行时积聚在表面层和中间排水装置上的污物，然后由上部排走。冲洗流速应使压脂层能充分松动，但又不至将正常的颗粒冲走。反洗一直进行到出水澄清。
（2）放水。小反洗后，待交换剂颗粒下降后，放掉交换器内中间排水装置上部的水。
（3）进再生液。开进酸（碱）一次、二次门，启动自用水泵，开喷射器入口门，维持进水流速5－8m/h，同时开启并调整中间排水门。开酸（碱）计量箱出口门，调整进酸浓度为3－4%范围内。进碱浓度为2－2.5%范围内。
（4）逆流冲洗。当再生液进完后，关闭进再生液阀门，停止送入再生液，但喷射器保持原来的流量，在有顶压的情况下，进行逆流冲洗，直至排出废液达到一定标准为止［如H型交换器，控制排出废液中酸度小于10mmol/L（OH-）］。逆流冲洗所需的时间一般为30～40min，逆洗水应采用质量较好的水，不然会影响底部交换剂的再生程度。
（5）正洗。最后，用水由上而下进行正洗至出水合格，即可投入运行。
逆流离子交换器一般在运行10～20个或更多周期后，进行一次大反洗，以除去交换剂层中的污物和破碎的树脂微粒。通常运行，不进行大反洗。大反洗是从底部进水，废水由上部反洗排水阀门放掉。由于大反洗时扰乱了整个树脂层，所以大反洗后第一次再生时，再生剂的用量应加大1倍以上。
为了使逆流再生达到较好的效果，故在逆流再生的操作工艺中需注意以下几个问题：
1）压脂层的厚度要符合要求。
2）为使底部树脂的再生程度高，不致被杂质污染而影响出水水质，故在逆流再生后，应用水质较好的水逆流冲洗，如用经过H离子交换的水来逆流冲洗阴离子交换器。
3）中部排水装置应进行必要的加固，以防止其上的管子断裂或弯曲。此外，为了防止在反冲洗的过程中产生过大的应力，在大反洗时的流量应由小到大，以逐渐排除交换器中的空气和疏松树脂层。进入交换器水中的悬浮物含量要小，以免压脂层中积聚污物，造成过大的压降。
4）逆流再生所用的再生剂质量要好，否则，仍不能保证出水水质良好。逆流再生的再生废液中剩余的再生剂量较少，故不宜再用。
5）应防止有气泡混入交换剂层中。

❼ 什么叫做移动床

移动床
流体和固体颗粒同时进入反应器，它们互相接触，一面进行反应，一面颗粒移动，这种反应床层叫做移动床。
移动床原理
流动相在床层内通过循环泵不断自下而上循环流动，而吸附剂颗粒依靠重力向下移动，与进料逆流接触。床层中部连续进料，弱吸附组分从床层顶部流出，而强吸附组分在固定相作用下从床层底部流出，逐步完成吸附、精制和解吸的过程。

模拟移动床
是一种利用吸附原理进行液体分离操作的传质设备。它是以逆流连续操作方式，通过变换固定床吸咐设备的物料进出口位置，产生相当于吸附剂连续向下移动，而物料连续向上移动的效果。这种设备的生产能力和分离效率比固定吸附床高，又可避免移动床吸附剂磨损、碎片或粉尘堵塞设备或管道以及固体颗粒缝间的沟流。

❽ 环保工程师知识点：离子交换

2017环保工程师知识点：离子交换

离子交换法在水的软化和除盐中早已获得广泛的应用，目前已应用在回收和处理工业废水中的有毒物质方面。下面我为大家准备了离子交换的相关知识，欢迎阅读。

1离子交换的基本原理

水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。 离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型; 按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。

⑴离子交换树脂的构造

是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离，分成两部 分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。

⑵基本性能

①外观

呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，

②交联度

指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理 中树脂的交联度为7%～10%。

③含水率

指每克湿树脂所含水分的百分率，一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。

④溶胀性

指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。

在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。

⑤密度

分为干真密度、湿真密度和湿视密度

⑥交换容量

是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容 量。

⑦有效PH范围

由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的PH值对其电离会产生影响，影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。

⑧选择性

即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外，还与水中湿度和离子浓度有关。

⑨离子交换平衡

离子交换反应是可逆反应，服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间，离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡，其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。

⑩离子交换速率

主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。

其他性能：如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水，机械强度用年损耗百分数表示，一般要求小于3%～ 7%/年。另外，温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降，阳离子比阴离子耐热性能好，盐型比酸碱型耐热 好。

⑶树脂层离子交换过程

以离子交换柱中装填钠型树脂，从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例，以交换柱的深度为横坐标，以树脂的饱和度为纵坐标，可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言，树脂层的变化可分为三个阶段。

2离子交换装置运行方式

离子交换装置按运行方式不同，分为固定床和连续床

⑴固定床的构造与压力滤罐相似，是离子交换装置中最基本的也是最常用的一种型式，其特点是交换与再生两个过程均在交换器中进行，根据交换器内装填树脂种类及交换时树脂在交换器中的位置的不同，可分为单层床、双层床和混合床。单层床是在离子交换器中只装填一种树脂，如果装填的是阳树脂，称为阳床;如果装填的是阴树脂，称为阴床。双层床是离子交换器内按比例装填强、弱两种同性树脂，由于强、弱两种树脂密度的不同，密度小的弱型树脂在上，密度大的强型树脂在下，在交换器内形成上下两层。

混合床则是在交换器内均匀混杂的装填阴、阳两种树脂，由于阴、阳树脂混杂，因此原水流经树脂层时，阴、阳两种离子同时被树 脂所吸附，其产物氢离子和氢氧根离子又因反应生成水而得以降低，有利于交换反应进行的'彻底，使得出水水质大大提高。但其缺点是 再生的阴、阳树脂很难彻底分层。于是又发明了三层混床新技术，保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。 根据固定床原水与再生液的流动方向，又分为两种形式，原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的，称为顺流再生 固定床，原水与再生液流向相反的，称为逆流再生固定床。顺流再生固定床的构造简单，运行方便，但存在几个缺点：在通常生产条件下，即使再生剂单位耗量二至三倍于理论值，再生效果 也不太理想;树脂层上部再生程度高，而下部再生程度差;工作期间，原水中被去除的离子首先被上层树脂所吸附，置换出来的反离子 随水流流经底层时，与未再生好的树脂起逆交换反应，上一周期再生时未被洗脱出来的被去除的离子，作为泄漏离子出现在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的离子较大;而到了了工作后期，由于树脂层下半部原先再生不好，交换能力低，难以吸附原水中所有被去除的离子，出水提前超出规定，导致交换器过早地失效，降低了工作效率。因此，顺流再生固定床只选用于设备出水较小，原水被去除的离子和含盐量较低的场合。逆流再固定床的再生有两种操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以弥补顺流再生的缺点，而且出水质量显著提高，原水水质适用范围扩大，对于硬度较高的水，仍能保证出水水质，所以目前采用该法较多。总起来说，固定床有出水水质好等优点，但固定床离子交换器存在三个缺点：一是树脂交换容量利用率低，二是在同设备中进行产水和再生工序，生产不连续，三是树脂中的树脂交换能力使用不均匀，上层的饱和程度高，下层的低。为克服固定床的缺点，开发出了连续式离子交换设备，即连续床。

⑵连续床又分为移动床和流动床

移动床的特点是树脂颗粒不是固定在交换器内，而是处于一种连续的循环运动过程中，树脂用量可减少三分之一至二分之一，设备单位容积的处理水量还可得到提高，如双塔移动床系统和三塔移动床系统。 流动床是运行完全连续的离子交换系统，但其操作管理复杂，废水处理中较少应用。

3离子交换工艺的设计

⑴进水预处理

废水成分复杂，应进行预处理，目的是保障反应器中离子交换树脂交换容量充分得以发挥，并有效延长使用寿命。预处理的对象包括进水的水温、PH值、悬浮物、油类、有机物、引起树脂中毒的高价离子和氧化剂等。

⑵树脂的选用

选择树脂时应考虑交换容量、进水水质和离子交换器的运行方式等，选择合适的树脂。

例如考虑进水水质时，对于只需去除进水中吸附交换能力较强的阳离子，可选用弱酸型树脂，若需去除的阳离子的吸附交换能力较弱，只能选用强酸型阳离子树脂。考虑离子交换器的运行方式时，移动床和流动床要选用耐磨、高机械强度的树脂。对于混床，要选用湿真密度相差较大的阴、阳树脂。另外，不同树脂的交换容量有差异，而同一种树脂的交换容量还受所处理废水的悬浮物、油类、高价金属离子等影响。

⑶掌握工艺设计参数

4离子交换法在水处理中的应用

离子交换法目前废水处理中得到了广泛应用，例如

⑴用于含铬废水的处理

对于废水，经预处理后，可用阳树脂去除三价铬和其他阳离子，用阳树脂去除六价铬，并可回收铬酸，实现废水在生产中的循环使 用。

⑵含锌废水的处理

化纤厂纺丝车间的酸性废水主要含有硫酸锌、硫酸和硫酸钠等，用钠离子型阳树脂交换其中的锌离子，用芒硝再生失效的树脂，即可得到硫酸锌的浓缩液。

⑶电镀含氰废水的处理

阴树脂对络合氰(即氰与金属离子的络合物)的结合力大，所以利用阴离子交换树脂能消除氰化物以及重金属离子的污染，并将其回收利用。

⑷有机废水的处理

如洗涤烟草的过程中产生的含有烟碱的废水，可以用阳树脂回收后作为杀虫剂。

⑸用于水的软化处理

例如利用钠离子交换软化法可以去除水中的硬度。

⑹水的除盐

分复床除盐和混合床除盐等系统。

复床是指阳、离子交换器串联使用，常用的系统有强酸-脱气-强碱系统，强酸-弱碱-脱气系统以及强酸-脱气-弱碱-强碱系统等。 混合床除盐具有水质稳定、间断运行影响小、失效终点分明等特点。

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