制取纯水一般选用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂。离子交换树脂的交换机理如下。

强酸性阳离子交换树脂：

强碱性阴离子交换树脂：

式中R表示离子交换树脂本体，用Na^＋和Cl^-分别代表水中的阴阳离子杂质，交换下来的OH^-和H^＋结合成水。

反应式的正方向为纯水制取过程，反方向为离子交换树脂的再生过程。

以自来水为原水制取纯水一般采用复床(阳柱、阴柱)-混合床的流程(图3-4)。

大型装置可在阳柱后面加二氧化碳脱气塔，脱除二氧化碳，减轻阴柱的负荷。

图3-4复床-混合床离子交换制水流程

一、离子交换树脂的预处理

新树脂在使用前必须进行预处理除去磺酸、胺类等有机杂质和铁、铅、铜等金属离子，并将树脂从储存时的钠型(阳树脂)和氯型(阴树脂)转变成氢型(阳树脂)和氢氧型(阴树脂)。预处理可在交换柱中或在柱外的容器中进行。

(1)树脂用量单柱：柱高的2/3(以膨胀后体积计)。混柱：柱高的3/5，阳树脂装至加酸管上面，阴树脂装量为阳树脂体积的2倍。

(2)再生剂用量和浓度再生阳树脂用4％～5％的HCl(化学纯)，用量为树脂体积的2倍。再生阴树脂用4％～5％的NaOH(化学纯)，用量为树脂体积的2倍。

(3)阳离子交换树脂的预处理用水冲洗树脂，用水浸泡树脂12～24h，用4％～5％的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2～4h，在酸碱之间用水淋洗至出水接近中性，重复2～3次，每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理用4％～5％的HCI溶液，用水淋洗至pH≈3～4，用铬黑T检验无金属阳离子(方法见化学检验法)，即完成新树脂的首次再生操作。

(4)阴离子交换树脂的预处理前面步骤同上，其中NaOH溶液用5％～8％。最后一次处理用4％～5％的NaOH溶液，用阳柱出水淋洗至pH≈11～12，用硝酸银溶液检验无氯离子(方法见化学检验法)，即完成新树脂的首次再生操作。

(5)混合柱树脂的预处理阴离子交换树脂的预处理的方法同前，最后，按下面混柱的再生方法，再生阳树脂及混合。

二、离子交换树脂的再生

1．阳柱再生方法

(1)逆洗底部通入自来水，顶部排水，松动树脂层，排除气泡，时间15～30min。

(2)加酸放水至液面在树脂层上面，再生过程始终保持液面不低于树脂层，加4％～5％的HCl溶液，控制流速，在30～45min加完。

(3)正洗用自来水正洗，流速约为加酸流速的2倍，时间30～45min。洗至出水pH为3～4，用铬黑T溶液检验应无金属阳离子。

2．阴柱再生方法

(1)逆洗用阳柱水逆洗，时间15～30min。

(2)加碱加4％～5％的NaOH溶液，控制流速，在1～1.5h加完。

(3)正洗用阳柱水正洗，流速约为加碱流速的2倍，洗至pH为11～12，用硝酸银溶液检验应无氯离子。

图3-5混柱再生方法

3.混柱再生方法(图3-5)

(1)逆洗分层用自来水逆洗分层，时间约15 min，两种树脂颜色不同，阴树脂在上层，如分层不明显，可通入稀NaOH溶液(使树脂失效)，再继续逆洗分层。

(2)加碱再生阴树脂，方法同阴柱再生。

(3)正洗用阳柱水正洗，方法同阴柱再生。

(4)加酸放水至阴阳树脂分界面，从进酸管加酸再生阳树脂，控制液面不渗入到阴树脂层。

(5)正洗从进酸口或柱的顶部通入复床出水或纯水正洗，洗至出水pH为3～4。

(6)混合从底部通入氮气(或净化的压缩空气)，也可从顶部真空抽气，混合树脂层，时间约5～10min,混合之后快速放水至液面在树脂层之上。

三、正洗及产水

连接好复床(阳柱、阴柱)-混合床离子交换纯水系统，出水通过在线电导仪的电导池检测，从阳柱通入自来水，流速可为10m/h(线速度)，监测出水的电导率为0.5mS/m以下，即达到三级水的电导率标准可以连接到储水容器。

离子交换树脂使用注意事项：如果长期不用，树脂应分别转换成钠型和氯型储存于氯化钠溶液中。如果自来水直接进入阴柱或混柱，会生成钙、镁的盐类和氢氧化物的白色絮状物，可用3％ HCl溶液反洗除去。铁、铜等重金属及其氧化物污染可用5％～10％的HCl溶液浸泡树脂12h，再用水洗除去。

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