纯水系统前处理脱盐工艺 离子交换
纯水系统前处理脱盐工艺
离子交换
离子交换介绍
离子交换是一种特殊的固体吸附过程，在电解质溶液中进行的，主要由离子交换剂完成。
一般的离子交换剂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，即离子交换树脂。它能够从电解质溶液中吸取阳离子或阴离子，而把自身所含的另一种带相同电荷符号的离子等量交换出来，并释放到溶液中去，这就是所谓的离子交换。
离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类，纯水前处理脱盐处理工艺中主要使用的是2B3T与EDI(电去离子）工艺。
离子交换塔
EDI
2B3T工艺介绍
2B指2BED（床），3T是3TOWER（塔），纯水处理工艺中2B3T是指由阳床、阴床和脱气塔组成的组成的一套脱盐水系统。
2B3T 示意图
1.阳床：主要用于去除水中阳离子（如钙、镁、钠、钾…等）阳离子交换树脂分为弱阳离子交换树脂与强阳离子交换树脂，其中：
弱阳离子交换树脂在pH＞4.2时，对水中的二价以上离子有很好的选择性，H型状态下，如果水中碱度高（如OH-多，或者HCO3-多的时候）吸附水中的一价阳离子，可减轻强阳运行负荷（降低系统设备成本），由于其容易再生的特性，可以防止强阳铁中毒。其离子交换选择顺序为Ba2+ > Ca2+ > Mg2+> Na+ > H+；
强阳离子交换树脂由于其选择性，能吸附水中所有电离了的阳离子，保证最终出水的Na离子水平到极低的程度。其交换顺序:Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>H+ ，当树脂塔运行至终点时，需要对其进行再生，再生溶液一般采用3%-5%的HCl溶液。
阳离子交换树脂
2.DG:脱碳塔，由于水中的阳离子通过阳离子交换树脂时被交换剂所吸附，而交换剂上的氢离子被置换到水中，并且和水中的阴离子生成相应的无机酸。
当原水经过阳离子交换塔后，水中的碳酸在低PH时大都以二氧化碳的形式存在，然后利用二氧化碳去除塔将水中的二氧化碳去除，从而减轻阴离子交换塔的负担。
【注：脱碳塔的填料为空心球，主要作用为增大接触面积，提高脱碳效率
脱碳 示意图
3.阴床:主要用于去除水中阴离子（如Cl-、CO32-、SO42-等）分为弱阴离子交换树脂与强阴离子交换树脂，其中：
弱阴离子交换树脂能够后吸附水中所有电离的阴离子（除硅外），孔道的特殊性也会吸附部分大分子的有机物，由于其十分容易再生，且工作交换容量大，可以减轻强阴的压力，同时降低系统硬件成本。
强阴离子交换树脂能够去除水中的所有的阴离子，以及电离了的二氧化硅和水中几乎所有有机物。其离子交换选择顺序为SO42->NO3->HSO4->Cl->HCO3->OH-，当树脂塔运行至终点时，需要对其进行再生，再生溶液一般采用浓度为3%-5%的NaOH溶液
阴离子交换树脂
2B3T技术特点
1、 建制成本低，因其对原水水质要求不高，进水无需对其进行软化处理即可获得稳定的出水水质，出水电导率一般在0.2-0.5us/cm
2、 吨水成本较低，并且对TOC以及二氧化硅、硼等离子都具有优秀的脱除能力
具有再生能力，装置简单
缺点
1、 树脂更换周期较短，正常情况每3年会进行更换，维护成本较高，且废弃树脂属于危废，后续处置费用较高
2、 树脂的再生废液为强酸、强碱性溶液，需要进一步处理.
因其不断的再生与冲洗，树脂崩解的碎片会造成水中颗粒的增加
EDI工艺介绍
电去离子净水技也称EDI，是一种将电渗析和离子交换相结合的脱盐新工艺。EDI 技术巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，通过阴、阳离子交换膜的选择性透过作用与离子交换树脂对离子的交换作用，在直流电场作用下，实现离子的定向迁移，从而完成水的深度除盐，同时水的电解离产生的氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再生。
EDI工作示意图
技术特点
1、无需酸碱再生：2B3T需要用化学药品酸碱再生，而EDI则消除了这些有害物质的处理和繁重的工作，保护了环境。
2、连续、简单的操作：在混床中由于每次再生和水质量的变化，使操作过程变得复杂，而EDI的产水过程是稳定的连续的，产水水质是恒定的，没有复杂的操作程序，操作大大简便化。
3、降低了安装的要求：EDI系统与2B3T相比，有较小的体积，它采用积木式结构，可依据场地的高度和窨灵活地构造。模块化的设计，使EDI在生产工作时能方便维护。
缺点
1、 与2B3T技术相比，初期设备投资较大，EDI对进水要求非常严格，预处理工艺复杂，原水进入EDI系统之前为了防止污染树脂和膜，以及膜面结垢，保护膜性能，应先经过滤、吸附、软化等预处理。
2、 要求严格的管理程序和多重保护措施，尽量在自动化程序下运行。
