2015年環(huán)保工程師《基礎(chǔ)知識》：離子交換裝置運(yùn)行方式

離子交換裝置按運(yùn)行方式不同，分為固定床和連續(xù)床

⑴固定床的構(gòu)造與壓力濾罐相似，是離子交換裝置中最基本的也是最常用的一種型式，其特點(diǎn)是交換與再生兩個過程均在交換器中進(jìn)行，根據(jù)交換器內(nèi)裝填樹脂種類及交換時樹脂在交換器中的位置的不同，可分為單層床、雙層床和混合床。

單層床是在離子交換器中只裝填一種樹脂，如果裝填的是陽樹脂，稱為陽床；如果裝填的是陰樹脂，稱為陰床。

雙層床是離子交換器內(nèi)按比例裝填強(qiáng)、弱兩種同性樹脂，由于強(qiáng)、弱兩種樹脂密度的不同，密度小的弱型樹脂在上，密度大的強(qiáng)型樹脂在下，在交換器內(nèi)形成上下兩層。

混合床則是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，由于陰、陽樹脂混雜，因此原水流經(jīng)樹脂層時，陰、陽兩種離子同時被樹脂所吸附，其產(chǎn)物氫離子和氫氧根離子又因反應(yīng)生成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進(jìn)行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。但其缺點(diǎn)是再生的陰、陽樹脂很難徹底分層。于是又發(fā)明了三層混床新技術(shù)，保證在反洗時將陰、陽樹脂分隔開來。

根據(jù)固定床原水與再生液的流動方向，又分為兩種形式，原水與再生液分別從上而下以同一方向流經(jīng)離子交換器的，稱為順流再生固定床，原水與再生液流向相反的，稱為逆流再生固定床。

順流再生固定床的構(gòu)造簡單，運(yùn)行方便，但存在幾個缺點(diǎn)：在通常生產(chǎn)條件下，即使再生劑單位耗量二至三倍于理論值，再生效果也不太理想；樹脂層上部再生程度高，而下部再生程度差；工作期間，原水中被去除的離子首先被上層樹脂所吸附，置換出來的反離子隨水流流經(jīng)底層時，與未再生好的樹脂起逆交換反應(yīng)，上一周期再生時未被洗脫出來的被去除的離子，作為泄漏離子出現(xiàn)在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的離子較大；而到了了工作后期，由于樹脂層下半部原先再生不好，交換能力低，難以吸附原水中所有被去除的離子，出水提前超出規(guī)定，導(dǎo)致交換器過早地失效，降低了工作效率。因此，順流再生固定床只選用于設(shè)備出水較小，原水被去除的離子和含鹽量較低的場合。

逆流再固定床的再生有兩種操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以彌補(bǔ)順流再生的缺點(diǎn)，而且出水質(zhì)量顯著提高，原水水質(zhì)適用范圍擴(kuò)大，對于硬度較高的水，仍能保證出水水質(zhì)，所以目前采用該法較多。

總起來說，固定床有出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但固定床離子交換器存在三個缺點(diǎn)：一是樹脂交換容量利用率低，二是在同設(shè)備中進(jìn)行產(chǎn)水和再生工序，生產(chǎn)不連續(xù)，三是樹脂中的樹脂交換能力使用不均勻，上層的飽和程度高，下層的低。

為克服固定床的缺點(diǎn)，開發(fā)出了連續(xù)式離子交換設(shè)備，即連續(xù)床。

⑵連續(xù)床又分為移動床和流動床

移動床的特點(diǎn)是樹脂顆粒不是固定在交換器內(nèi)，而是處于一種連續(xù)的循環(huán)運(yùn)動過程中，樹脂用量可減少三分之一至二分之一，設(shè)備單位容積的處理水量還可得到提高，如雙塔移動床系統(tǒng)和三塔移動床系統(tǒng)。

流動床是運(yùn)行完全連續(xù)的離子交換系統(tǒng)，但其操作管理復(fù)雜，廢水處理中較少應(yīng)用。