離子交換是通過離子交換樹脂在電解質(zhì)溶液中進行的，可去除水中的各種陰、陽離子，是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。當原水通過離子交換柱時，水中的陽離子和水中的陰離子與交換柱中的陽樹脂的H+ 離子和陰樹脂的 OH- 離子進行交換，從而達到脫鹽的目的。陽、陰和混柱的不同組合可使水質(zhì)達到更高的要求。
混合床離子交換器，簡稱混床，是將陰陽樹脂按一定比例裝置填在同一交換器中，運行前將它們混合均勻。此時被處理水在通過混合離子交換床后，所產(chǎn)生的H+ 和 OH- 離子立即生成溶解度很低的水?；旌洗泊?lián)在反滲透或一級復床除鹽系統(tǒng)后面，用于純水或高純水的制備。
陽離子交換器內(nèi)裝 001 × 7 型強酸性陽離子交換樹脂（用 30%鹽酸作還原劑），當原水進入 H 型 陽離子交換樹脂的交換器中，使水中的各種陽離子和離子交換樹脂上的 H+ 發(fā)生反應，水中各種陽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，此時陽床出水呈酸性。陽床出水中 HCO3 占陰離子總含量的 40-50%，如不除去將會增大陰床的負荷，影響陰床的工作效率，縮短陰床運行周期，增加制水成本。當水的 PH 值低到 4.3 時，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。脫碳就是利用這個原理來除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% ，所以當鼓入脫碳器的空氣和陽床出水接觸時，水中的 CO2便會析出。因此，二氧化碳脫磷運行時要鼓入空氣。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型強堿性陰離子交換樹（用燒堿作還原劑），經(jīng)脫碳器出來的酸性水，進入裝有 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，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，水流自上而下，流過離子交換劑層。逆流再生時，再生液自下而上通過離子交換劑層。由于水流與再生液逆向流動，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行費用及出水水質(zhì)良好的特點。
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