离子交换设备(IE)

    离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化水设备里面的球状树脂，采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”。
    离子交换树脂是一种聚合物，一种多孔的、不可溶性交换材料，带有相应的功能基团。利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na⁺、Ca²⁺、Al³⁺)。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl^-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。

详细介绍
一、离子交换设备原理及类型

    阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
    复床是制备初高级纯水的主要设备, 原水通过阳离子交换器，水中的阳离子如 Ca²⁺、 Fe²⁺ 、 K⁺、 Na⁺等被树脂中活性强的H+置换到阳离子交换树脂上，从而取代了H+在阳树脂上的位置， H+则和水中的阴离子生成无机酸，所以阳床产水一般均显弱酸性。当含有无机酸的水通过阴离子交换器时，水中无机酸的阴离子如 SO₄^2-、C1^-、HCO^-等又被树脂中活性强的 OH^-置换到阴树脂上代替了 OH^-的位置， OH^-和 H⁺结合并生成水，原水中的盐分就可得到去除，当阳阴树脂的 H⁺和 OH^-被相应的离子置换完毕后，复床失效，需要用酸碱来再生方能继续除盐，此为一级复床除盐，一级复床除盐产水电导率 ≤10µs/cm ，可根据水质的要求设计为多级复床的组合。此装置可与混合离子交换器、反渗透、电渗析等串联用，产水电导率 可达0.1µs/cm 。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
    离子交换混床为深度脱盐设备，用于制造高纯水，产水电阻率为 10-18MΩ/CM(25℃), 二氧化硅含量（SiO₂）≤0.02mg/L 。混床分为单、双床、抛光床，双床可一用一备，（不影响生产用水的连续性）；可串联使用，以提高产水水质，有效利用离子交换树脂的交换容量；当生产用水量大时，可并联使用，运行相当灵活、方便。按产水纯度可初级混床和精混床。出水电导率由高精度电阻率仪监控。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
    若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。因此，需配合其他的纯化方法设计使用。

二、适用范围

   ●电子行业生产如单晶硅、半导体、集成电路块、IC芯片封装、显象管、玻壳、液晶显示器、印刷电路版、光学、光电、热电厂、冶金、化工、轻工、汽车制造、制药、医疗卫生等制造工业用纯水制造；
   ●医药行业的大输液、医药制剂、检验分析、血液透析、制药、制剂工艺用水制造；
   ●涂装行业如电镀、电池生产、电泳漆生产线；汽车、电器、建材产品表面清洗、涂装；玻璃、塑料表面镀膜等；
   ●化工行业用水制造如化学制药、纺织印染、精细化工、化妆品、墨盒、日化产品等；
   ●实验超纯水如工厂、大学及公司的生产实验室、化学实验室、物理实验室、中试车间、医院生化室等。
   ●制取热力、火力发电锅炉，厂矿企业中、低压锅炉给水所需软化水、除盐纯水，纺织印染工艺所需的除硬盐水，地下水的除铁锰。