離子交換柱

離子交換柱系列說明：

離子交換柱技術在水處理領域中有廣泛的應用。如水質軟化、除鹽、高純水製取、工業廢水處理、重金屬及貴重金屬回收等等。水質軟化過程在鍋爐等方面的得到廣泛的應用。

基本原理

採用離子交換方法，可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除，以氯化鈉（NaCl）代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：

1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+→R-Na+H+

2、陰離子交換樹脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+

陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：

RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O

由此可看出，水中的Nacl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

3、混合離子交換柱（混床）：混床是裝陽、陰樹脂按一定比例（一般為1:2,以便陽、陰樹脂同時達到交換終點而同時再生）裝入混合柱而成，實際上它組合成了水中的H+和OH-立即生成電離度很小的水分子（H2O）,幾乎不存在陽床或陰床交換時產生的逆交換現象，故可以使交換反應進行得十分徹底，因而混合床的出水水質優於陽、陰床串聯組成的復床所能達到的水質，能製取純度相當高的成品水。

混床按再生方式分可分為體內再生混床、體外再生混床、陰樹脂外移再生混床三種。

體外再生混床：適合小流量、對環保有嚴格要求的企業。但由於體外再生式混床配套設備多，操作複雜，已很少使用。

體內再生混床：適合大流量，有專門的水處理操作人員及廢水處理的場合。體內再生混床在運行及整個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，因此所需附屬設備少，操作簡便。

陰樹脂外移再生混床：同樣適合大流量、有專門水處理操作人員及廢水處理的場合。陰樹脂外移再生式混合床及其配套的陰樹脂再生柱基本構造與小型逆流再生固定床大致相同，陰樹脂再生柱厚度較混合床小，所需的膨脹高度為樹脂層高度的50%～60%，故再生柱可較低，但一般為統一起見做成與混合床相同。

離子交換柱在使用範圍上可分為實驗室用離子交換柱、工業用離子交換柱。

實驗室用交換柱：一般用玻璃製造，柱長度和柱直徑之比（L/D）大約為10~30，柱上端一般裝塞子，下端是用燒結的玻璃砂板，也可以用玻璃毛、帶孔的瓷板、不鏽鋼板，耐腐蝕的塑料網、布、玻璃布等作為離子交換柱的支座。

工業用交換柱：除主體設備外，還包括存放酸、鹼及產品的貯槽、管道閥門、流量計、流速計及各種測定儀錶等輔助設備。

國外糖廠離子交換柱的有效容積(裝載樹脂量)一般為3～10m，直徑2.3～3.3m，高3.3～4m，樹脂床的高度0.6～2m。樹脂柱為立式圓筒形結構，兩端密封，能承受一定的工作壓力。它通常用鋼板焊接製成，內壁整體襯上耐酸、鹼的橡膠層，小型樹脂柱可全用不鏽鋼製造。樹脂柱總高度約為樹脂層的兩倍，以備樹脂工作時體積膨脹和防止反洗時樹脂被沖走。如果樹脂的粒度較大，對通過液體的阻力較小，樹脂層可較高，並相應縮小柱體的直徑。但如樹脂粒度較細，對液體的阻力較大，則樹脂層不宜高，以免影響液體的通過，降低它的生產能力。有些裝載細顆粒樹脂的柱，樹脂層的高度只約0.8m，但它的工作周期時間亦較短。