离子交换的工作原理是什么?

离子交换树脂床通过将离子交换成 H+ 和 OH- 离子来高效地清除水中的离子。树脂是小于 1 毫米的多孔珠,由具有大量强离子交换位点的高交链不溶聚合物组成。

离子交换如何清除水中的离子

水中的离子依据他们的相对电荷密度(单位水合物体积中的电荷量)竞争离子交换树脂的交换点而被树脂吸附。
 
离子交换树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂两种
,它们会以氢离子交换阳离子,例如纳、钙和铝;或以氢氧基离子交换阴离子,例如氯化物、硝酸盐和硫酸盐。阳离子交换剂的氢离子与阴离子交换剂的氢氧基离子结合后形成纯水。
 
离子交换树脂床呈筒形或圆柱形,通常在使用一段时间后,如果树脂中的大部分 H+ 和 OH- 活性位点都被阳离子和阴离子替代,需要进行更换或再生。

优点和局限性

优点:

  • 清除溶解的离子,纯度达到 18.2MΩ-cm,TOC 小于 1ppb
  • 通过利用酸和碱去离子进行再生
  • 具有成本效益的水纯化解决方案

局限性:

  • 无法有效地清除细菌、有机物、微粒或热源
  • 容量有限 – 一旦所有离子交换点都被占用,便无法再吸附离子
  • 以化学方式再生的去离子床会产生有机物和微粒
  • 一次性树脂须有优质的预处理水配合方可高效、经济地使用

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