去离子水的制备

五.离子交换
1. 离子交换的机理： 离子交换的机理：
利用离子交换树脂所具有的阳离子或阳离子与水中的 阳离子和阴离子进行交换反应，以去除水中的阴离子和 阳离子和阴离子进行交换反应， 阳离子。 阳离子。
2. 离子交换树脂： 离子交换树脂：
由空间网状结构骨架与富庶在骨架上的许多活性基团所 构成的不溶性高分子化合物。活性基团与水电离，分成 构成的不溶性高分子化合物。活性基团与水电离， 两部分：a.固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移 两部分：a.固定部分，仍与骨架牢固结合， 固定部分 动；b.活动部分， b.活动部分， 活动部分 能在一定空间内自由移动， 能在一定空间内自由移动， 并与周围溶液中的其他同性 离子交换进行交换反应。 离子交换进行交换反应。
3. 碳滤的操作： 碳滤的操作：
待处理的水自下而上通过滤料，当反冲洗时，冲洗水 待处理的水自下而上通过滤料，当反冲洗时， 自上而下通过滤料。过滤与反冲洗的过程依靠一组自动 自上而下通过滤料。 阀实现。每天必须进行冲洗、反冲洗，冲洗过程由清洗 阀实现。每天必须进行冲洗、反冲洗， 时间为15-30分钟。 时间为15-30分钟。 15 分钟
水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附前级过滤中 水质预处理系统中， 无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同 无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解， 时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质， 时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质， 对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸 对水中异味、胶体及色素、 附去除作用，还具有降低COD的作用。 附去除作用，还具有降低COD的作用。 COD的作用 经过处理后的水质都能达到 反渗透装置进水水质要求 （余氯<0.1mg/L）。 余氯<0.1mg/L）。 <0.1mg/L
六.软水的离子交换
1. 软化水的机理： 软化水的机理：
运用离子交换的原理，用软水器中的钠离子交换树脂吸 运用离子交换的原理， 附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化 附水中的钙、镁离子，释放钠离子， 水质软化的反应方程式为
2RNa+Ca2+=-R2Ca+2Na+ 2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
2. 滤料： 滤料：
石英砂等粒状滤料层截留水中的悬浮杂质，就像水经过 石英砂等粒状滤料层截留水中的悬浮杂质， 砂石渗透到地下一样，主要针对那些细微的悬浮物，从 砂石渗透到地下一样，主要针对那些细微的悬浮物， 而使水获得澄清。 而使水获得澄清。
3. 砂滤的操作： 砂滤的操作：
粒径一般为0.5~1.2mm,滤料粒径自上而下案由细到粗依 粒径一般为0.5~1.2mm,滤料粒径自上而下案由细到粗依 0.5~1.2mm, 次排列，滤层中的孔隙尺寸也由上而下，逐渐增大。 次排列，滤层中的孔隙尺寸也由上而下，逐渐增大。
2. 滤芯的使用周期： 滤芯的使用周期：
精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象， 精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象， 因此，一定时期后PP熔喷滤芯必须更换， 熔喷滤芯必须更换， 因此， 更换依据：精密过滤前后的压力差 更换依据： 在0.05-0.1Mpa时更换。 时更换。
1. 逆渗透的机理： 逆渗透的机理：
4. 逆渗透膜的清洗： 逆渗透膜的清洗：
反渗透装置尽管采用了合理的预处理系统，和良好的运 反渗透装置尽管采用了合理的预处理系统， 行管理，它只能使反渗透膜的污染程度降到最低限度， 行管理，它只能使反渗透膜的污染程度降到最低限度， 要完全消除膜的污染是不可能的。因此，反渗透装置在 要完全消除膜的污染是不可能的。因此， 正常运行一段时间之后，将受到各种微量有机物、无机 正常运行一段时间之后，将受到各种微量有机物、 物的污染。当膜受到污染后，往往会出现反渗透装置的 物的污染。当膜受到污染后， 产水量、脱盐率和装置进出口压力降增大等明显征状。 产水量、脱盐率和装置进出口压力降增大等明显征状。 当装置的产水量下降10％（在同温度和压力下），盐透 当装置的产水量下降10％（在同温度和压力下），盐透 10％（在同温度和压力下）， 过量增加一倍，压降增加一倍，这三种现象出现其中一 过量增加一倍，压降增加一倍， 个时，进行化学清洗是必要的。同时当反渗透装置需要 个时，进行化学清洗是必要的。 长期停用而进行保护之前，也需要进行化学清洗。 长期停用而进行保护之前，也需要进行化学清洗。 除了周期性的化学清洗之外，每次停车之后，用预处理 除了周期性的化学清洗之外，每次停车之后， 水或反渗透水进行低压大流量冲洗，这对于降低膜污染 水或反渗透水进行低压大流量冲洗， 的速度，延长化学清洗的周期和膜的使用寿命是有效的。 的速度，延长化学清洗的周期和膜的使用寿命是有效的。
3. 离子交换与树脂再生： 离子交换与树脂再生：
以HCL和NAOH为再生剂，替换离子交换树脂中的被替 HCL和NAOH为再生剂， 为再生剂 换掉的原金水中的阴阳离子，使得树脂恢复其使用功能。 换掉的原金水中的阴阳离子，使得树脂恢复其使用功能。 树脂再生方法： 当树脂使用一定周期后,吸附能力降低或 树脂再生方法： 当树脂使用一定周期后, 受污染严重时需强化再生，其方法是在容器内加入高于 受污染严重时需强化再生， 树脂层10CM的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时，然后进行 树脂层10CM的3%-5%盐酸溶液浸泡2 小时， 10CM 盐酸溶液浸泡 淋洗通柱。继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱, 淋洗通柱。继用3 倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱, 然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液 然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液 3% 浸泡4小时。最后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的 浸泡4小时。最后淋洗通柱,用同浓度的3 氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至PH值为中性,备 氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至PH值为中性, PH值为中性 用。
a. 运行（工作） 运行（工作） 原水在一定的压力、流量下，通过控制器，进入装有离子交换树脂 原水在一定的压力、流量下，通过控制器， 的容器（树脂罐），树脂中所含的Na+与水中的阳离子（Ca2+， 的容器（树脂罐），树脂中所含的Na+与水中的阳离子（Ca2+， ），树脂中所含的Na+与水中的阳离子 Mg2+，Fe2+……等）进行交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+离子含 Mg2+，Fe2+……等 进行交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+离子含 Ca2+ 量达到既定的要求，实现了硬水的软化 量达到既定的要求，
b. 反洗 树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。反洗 树脂失效后，在进行再生之前，先用水自下而上的进行反洗。 的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利 的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动， 于树脂颗粒与再生液充分接触；一是使树脂表面积累的悬浮物及碎 于树脂颗粒与再生液充分接触； 树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。 树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。 C. 再生吸盐 再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层，使其恢复原 再生用盐液在一定浓度、流量下，流经失效的树脂层， 有的交换能力。 有的交换能力。
去离子水的制备
水质要求：
电导率：＜ ：＜20μs/cm 1. 电导率：＜20μs/cm 电阻率：＞ ：＞1MΩ·cm 2. 电阻率：＞1MΩ·cm 3. 硬度（以CaCO3计）：≤5ppm 硬度（ CaCO3计）：≤
工艺流程
原水 砂滤 保安过滤 离子交换树脂 碳滤 RO逆渗透 使用点
一.砂滤
1. 砂滤的作用机理： 砂滤的作用机理：
待处理的水自下而上通过滤料，当反冲洗时，冲洗水自 待处理的水自下而上通过滤料，当反冲洗时， 上而下通过滤料。过滤与反冲洗的过程依靠一组自动阀 上而下通过滤料。 实现。 过滤器应每天进行一次清洗，清洗时间为10-20 实现。 过滤器应每天进行一次清洗，清洗时间为1010 分钟。 分钟。
二.碳滤
1. 碳滤的作用： 碳滤的作用：
。
吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过食盐溶液的处理，可 吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过食盐溶液的处理， 重新转化为钠型而恢复其交换能力， 重新转化为钠型而恢复其交换能力， 再生过程的反应式为： 再生过程的反应式为：
R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2
2. 软化水的操作： 软化水的操作：
2. 活性炭： 活性炭：
活性炭是用烟煤，褐煤，果壳或木屑等多种原料经碳 活性炭是用烟煤，褐煤， 化和活化过程制成的黑色多孔颗粒，其主要特征是比表面 化和活化过程制成的黑色多孔颗粒， 积大和带孔隙的构造。每1g炭的表面积可达1000m2，其中 积大和带孔隙的构造。 1g炭的表面积可达1000m2， 炭的表面积可达1000m2 决大部分是颗粒内部的孔小孔隙表面，故活性炭有良好的 决大部分是颗粒内部的孔小孔隙表面， 吸附性能。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能 吸附性能。 团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。 使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。 活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱 活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备， 盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命， 盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命， 提高出水水质，防止污染，特别是防止 提高出水水质，防止污染， 后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离 后级反渗透膜， 态余氧中毒污染。 态余氧中毒污染。
3. 压力2~7MPa）作用下，通 将待处理的水在高压泵（操作压力2~7MPa）作用下， 2~7MPa 过逆渗透膜， 进入逆渗透膜的中央出水管，得到所要求的 过逆渗透膜， 进入逆渗透膜的中央出水管， 出水。另一头的盐水，再次经过二级逆渗透，进行处理。 出水。另一头的盐水，再次经过二级逆渗透，进行处理。 操作压力、回收率（或浓水排放量）、进水的SDI（污染 操作压力、回收率（或浓水排放量）、进水的SDI（ ）、进水的SDI 指数）、PH、余氯和温度是反渗透装置的主要运行控制 指数）、PH、 ）、PH 参数；脱盐率、产水量和装置的压力降是三个主要监视性 参数；脱盐率、 能参数。 能参数。