阳离子交换器作用及工作原理

　　阳离子交换器又称阳床，根据其树脂再生所用药剂可分为氢型和钠型；钠型阳离子交换器被称为软化器或钠离子交换器。离子交换器分为：钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类。

阳离子交换器作用

　　C100E是在交联为7%的苯乙烯---二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（-SO3H）的阳离子交换树脂。该树脂的RH型极易与其它阳离子交换，同时释放出H+，表现出很强的酸性。在低浓度溶液中，对金属阳离子的亲合力随离子价升高而增强。在同价阳离子中，对原子序数高的较易于吸着。本品具有交换容量高，交换速度快，机械强度好等特点。

　　钠离子交换器即软化器是用于去除水中钙离子、镁离子，制取软化水的离子交换器。组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而获得软化水。

　　强酸性阳离子树脂

　　这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中离解出H+，故星强酸性。树服离解后，本体所含的负电基团，如SO3- 能吸附结合浴液中的其他阳离子。这两个离子交换树脂反应使树脂中的H十与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

　　弱酸性阳离子树脂

　　这类树脂含弱酸性基团，如羧基-COOH，能在水中离解出H+面星酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO- （R为碳氢基团） ，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较羽，在低PH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中（如pH5~14） 起作用。这类树脂亦是用酸进行再生比强酸性树脂较易再生）。

阳离子交换器工作原理

　　阳离子交换器工作原理就是离子的交换。离子交换除盐水处理最简单的流程为 阳床-阴床 组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制，即每套一级复床除盐系统包括 阳床、（除碳器）、阴床各一台，在离子交换除盐运行过程中，无论是阳床还是阴床先失效，都是同时再生；还有的一级复床除盐系统采用母管制，即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的，哪一台交换器失效就再生哪一台。

　　1 检测和控制原理

　　强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：Fe3+》Al3+》Ca2+》Mg2+》Na+》H+. ；由此可知，水中金属离子Na+被吸附的能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，H+.最后被其他阳离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的Na+；因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为（A代表金属阳离子，R为树脂基团）：An+ +nRH=RnA+n H+，HCO3- + H+ =H2O+CO2↑

　　强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：SO42-》NO3-》Cl-》OH-》HCO3-》HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-。被其他阴离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的HSiO3-；因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为（B代表酸根阴离子，R为树脂基团）：Bm- +mROH=RmB+mOH-

　　2 控制点和控制方法

　　由于母管制系统包含了单元制系统，而且它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、降低酸碱消耗等优点，我们在研究中主要讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。

　　以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例，该系统为母管制水处理系统，系统的结构为：砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床- 一阴-二阴-混床-精滤-纯水罐，系统产水能力为5 t/h，在系统的失效控制研究中，我们提出单元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系统的优点对系统进行失效控制。

　　（1）RO对各有机溶质的去除率大于NF膜。

　　（2）不同有机溶质的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%、81.45%，而对苯胺的吸光度去除率则分别为61.50%、46.82%）。

　　3 出水水质

　　原水经一级复床除盐后，电导率（25℃）低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L。