纯水处理手册

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业亚华水钻技术（浙江）有限公司2011亚华水钻技术（浙江）有限公司2011年11月10日水处理手册化镀生产Alem王浙江省浦江县郑家坞安平路141号

理论介绍前期处理原水需要进行必要的前期的处理后，才能进一步进行除离子处理。前期处理主要是出去比较大的机械杂质，悬浮物等。1.1多介质过滤器多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等。可以有效的除去原水中比较大的颗粒，胶状物等。在多介质过滤器前一般还需要加入药剂，如混凝剂，助凝剂，杀菌剂等，可以明显改善多介质的过滤效果，对水中的细菌藻类等都有一定的去除效果。多介质过滤器在使用过程中，会随着沉淀物的不断增加而压差增大，或对水的去污过滤效果下降，所以需要有反洗装置。可以加入充气管，加强反洗强度，增加反洗效果。1.2活性炭过滤器活性炭过滤器的作用主要是去除大分子有机物、铁氧化物、余氯。这是因为有机物、余氯、铁氧化物易使离子交换树脂中毒，而余氯、阳离子表面活性剂等不但会使树脂中毒，还会破坏膜结构，使反渗透膜失效，对后系统影响比较大。活性炭过滤器一般放在多介质过滤器后使用。活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭很容易随水流入水族箱中，难以控制，很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。1.3保安过滤器用在RO，EDI(电去离子技术)等装置前的保安过滤器结构上和袋式过滤器有相似之处。大部分采用圆桶状不锈钢外壳，筒体内装有若干滤芯。根据过滤精度的不同需要而采用不同的滤芯。滤芯的过滤精度能够比滤袋更高，能很好的保护后系统的装置安全。精密过滤相关名词:酸度：水中能与强碱反应的酸性物质的含量。碱度：水中能与强酸反应的碱性物质的含量。硬度：水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，二都之和为水总硬度。碳酸盐硬度：指水中钙、镁离子与重碳酸根所组成的盐。由于水受热后，重碳酸盐分解成碳酸盐，溶解度降低后生成沉淀而析出，因此又称暂时硬度。非碳酸盐硬度：主要是指钙和镁的硫酸盐、硝酸盐和氯化物等所形成的硬度。因水在常压下加热至沸也不会形成沉淀，故又称永久硬度。浊度：ISO国际标准将浊度定义为由于不透明度物质的存在而引起液体透明度的降低。SDI值：也称淤泥密度指数，与浊度相比，它是从不同的角度来表示水质，但SDI值比浊度准确的可靠。浊度的测定是用分光光度法或者目视比浊法来确定水中微粒杂质的含量，但是不能测出水中一些不感光的胶体微粒。电导率：以数字表示溶液传导电流的能力。电导率常用于间接推测水中离子成份的总浓度。水溶液的电导率取决于离子的性质和浓度、溶液的温度和粘度。温度每增加1℃，电导率增约2%~2.5%。常以25℃为标准。电导率的标准单位是S/m(西门子/米)，常用μS/cm2.1反渗透2.3.1反渗透定义反渗透（RO）又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。1、基本原理：把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20％。国内反渗透膜工业应用的最大领域为大型锅炉补给水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。反渗透膜分离过程在常温下进行，无相变，能耗低，可用于热敏感物质的分离、浓缩；可有效的去除无机盐和小分子有机化合物物；具有较高的脱盐率和较高的水回用率；膜分离装置结构简单，操作方便，便于实现自动化；但是需要在比较高的压力下进行工作，需要配备高压泵和耐高压管路；反渗透膜分离装置对进水要求较高，需要对原水进行一定的预处理；分离过程中，易产生膜污染，为延长膜的使用寿命和提高分离效果，需要定期清洗。2、衡量反渗透性能的主要指标：1.脱盐率和透盐率盐透过率=产水浓度/进水浓度×100%脱盐率=（1–产水含盐量/进水含盐量）×100%透盐率=100%–脱盐率膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低。）；对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。2.产水量产水量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过膜水量，通常用吨/小时来表示。渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率。过高的渗透流率将导致垂直于膜表面的水流速加快，加剧膜污染。3.回收率回收率——指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据预处理的进水水质及用水要求而定的。膜系统的回收率在设计时就已经确定，回收率=（产水流量/进水流量）×100%反渗透(纳滤)膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下。回收率=产水量/进水量×100%盐透过率=产水浓度/进水浓度×100%脱盐率=（1-盐通过率）×100%3、影响反渗透产水率和脱盐率的因素：1．压力的影响进水压力影响反渗透的产水量和脱盐率。透过膜的产水量的增加和进水压力的增加存在直线关系。增加进水压力也增加了脱盐率，但两者之间的变化关系没有线性关系。由于反渗透膜对进水中的溶解性盐类不可能绝对完全截留，总有一定量的透过量，随着压力的增加，因为膜透过水的速率比传递盐分的速率快，这种透盐率的增加得到迅速的克服。但是，通过增加进水压力来提高盐分的排除率有上限限制。超过一定的压力值，脱盐率不在增加，某些盐分还会和水分子耦合一起透过膜。2．回收率的影响通过对进水施加压力，当浓溶液和稀溶液的自然渗透流动过程被逆转时，实现反渗透过程。如果回收率增加，而进水压力不变，残留在原水中的含盐量会更高，自然渗透压会变高，将抵消进水压力的推动作用，从而减慢或停止反渗透过程，减少了产水量。3．进水温度的影响温度对反渗透膜的运行压力、脱盐率、压降影响最为明显。温度上升，渗透性能增加，在一定水通量下要求的净推动力减少，因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加，盐透过量增加，直接表现为产品水电导率升高。温度对反渗透各段的压降也有一定的影响，温度升高，水的粘度降低，压降减少，对于膜的通道由于污堵而使湍流程度增强的装置，粘度对压降的影响更为明显。反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温的增加，水通量也线性的增加，进水水温每升高1℃，产水通量就增加2.5％～3.0％；其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降，这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。4．进水PH的影响各种膜组件都有一个允许的pH值范围，进水pH值对产水量几乎没有影响；但是即使在允许范围内，对脱盐率有较大影响，一方面pH值对产品水的电导率也有一定的影响，这是因为反渗透膜本身大都带有一些活性基团，pH值可以影响膜表面的电场进而影响到离子的迁移，pH值对进水中杂质的形态有直接影响，如对可离解的有机物，其截留率随pH值的降低而下降；另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影响较大，pH值低时以气态CO2形式存在，容易透过反渗透膜，所以pH低时脱盐率也较低，随pH升高，气态CO2转化为HCO－3和CO2－3离子，脱盐率也逐渐上升，在pH7.5～8.5间，脱盐率达到最高。5．进水盐浓度的影响渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数，含盐量越高渗透压也增加，进水压力不变的情况下，净压力将减小，产水量降低。透盐率正比于膜正反两侧盐浓度差，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，从而导致脱盐率下降。对同一系统来说，给水含盐量不同，其运行压力和产品水电导率也有差别，给水含盐量每增加l00ppm（ppm=mg/kg或mg/L），进水压力需增加约0.007MPa，同时由于浓度的增加，产品水电导率也相应的增加。4、反渗透系统管理：离子交换3.1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。离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。1、钠离子交换器钠离子交换器即水软化器，是应用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢（碳酸钙或碳酸镁）的目的。水软化器中装有软化剂树脂，这种人造的离子交换树脂上有软性矿物质钠，可以与溶解在水中的钙、镁等硬性矿物质发生离子交换反应，而钠不会以水垢的形式堆积在物体表面上，所以对与它接触的物体危害很小。树脂是一种多孔的、不可溶性交换材料。在现代的水软化器中装有千百万颗微细的塑料球（珠），所有小球都含有许多吸收正离子的负电荷交换位置。当树脂处在新生状态时，这些电荷交换位置被带正电荷的钠离子占据。树脂优先结合带较强电荷的阳离子，钙和镁离子的电荷比钠离子强，当含有钙、镁离子的水经过树脂贮槽时，钙、镁离子与树脂小珠接触，从交换位置上取代钠离子。经过离子交换后，钙、镁离子就被吸附在水软化器内的树脂上，流出的水就变软了。最后，所有树脂都吸附满钙、镁离子后，就不能再进行工作了，而需要再生处理。水软化器树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中，首先停止水软化器的工作水流，从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合，稀盐水溶液流经树脂，与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强，但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子，有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样，当钙、镁离子被取代交换后，树脂就再生了，便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。2、复床和混床复床和混床都是利用阴阳离子交换树脂与水中的离子进行交换，得到除离子的目的。阴阳离子交换床也就是复床，它是由阳、阴离子交换器串联使用；混床是将阴阳离子交换树脂按一定混合比例装填在同一个离子交换器内，由于混合离子交换后进入水中的H离子与OH离子立即生成电离度很低的水分子，可以使交换反应进行得十分彻底。混床一般设置于一级复床之后，对水质的进一步纯化处理。当水质要求不高时，也可以单独使用。3、抛光混床抛光混床（MBI）又称一次性混床，一般用于超纯水处理系统末端，来保证系统出水水质能够维持用水标准。一般出水水质都能达到18兆欧以上，以及对TOC、SIO2都有一定的控制能力。抛光树脂出厂的离子型态都是H、OH型，装填后及可使用无需再生。一般用于半导体行业。3.2离子交换树脂离子交换原理：关于离子交换过程的机理很多，其中，最适于水处理工艺的，是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质，这种上观点认为，在离子交换树脂的高分子表面上有许多和胶体表面相似的双电层。也就是说这里有两层离子，紧邻高分子表面的一层离子称为内层离子，在其外面是一层符号相反的离子层。与胶体的命名法相似，我们常把和内层离子符号相同的离子称作同离子，符号相反的称反离子。所以离子交换就是树脂中原有反离子和溶液中它种反离子相互交换位置。根据胶体结构的概念，双电层中的反离子按其活动性的大小可划分为固定层和扩散层。那些活动性能差，紧紧地被吸附在高分子表面的离子层，称为固定层，在其外侧，那些活动性较大，向溶液中逐渐扩散的反离子层，称为扩散层，因为这些反离子像地球上的大气一样，笼罩在高分子表面上，故又称为离子氛。内层离子依靠化学键结合在高分子的骨架上，固定层中的反离子依靠异电荷的吸引力被固定着。而在扩散层中的反离子，由于受到异电荷的吸引力较小，热运动比较显著，所以这些反离子有自高分子表面向溶液中渐渐扩散的现象。当离子交换剂遇到含有电解质的水溶液时，电解质对其双电层有以下几种作用：⑴交换作用。扩散层中反离子在溶液中的活动较自由，离子交换主要在此种反离子和溶液中其它反离子之间进行，但并不局限于此。因动平衡的关系，溶液中的反离子会先交换至扩散层，然后再与固定层中的反离子互换位置。在扩散层中处于不同位置离子的能量是不相等的，那些和内层离得最远的反离子能量最大，因此它们最活泼，最易和其他反离子交换；和内层离得较近的反离子能量最小，活动性较差。这和多元酸或多元碱的多级电离情况相似。⑵压缩作用。当溶液中盐类浓度增大时，可以使扩散层压缩，从而使扩散层中部分反离子变成固定层中的反离子，扩散层的活动范围变小。这说明了为什么当再生溶液的浓度太大时，不仅不能提高再生效果，有时反使再生效果降低。3.2.1离子交换除盐原理水的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成H+,用OH型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成OH-，进入水中的H+和OH-离子组成水分子H2O;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层，水中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。这样，当水经过离子交换处理后，就可除尽水中各种的无机盐类。该工艺中发生的H离子交换反应和OH离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下：(1)氢离子交换反应式：

(HCO3)

(HCO3)2RH+Ca(Mg,Na2)

Cl2

→R2Ca(Mg,Na2)+H2

Cl2

SO4

SO4再生反应式为：

2HCl

Cl2R2Ca(Mg,Na2)+

→2RH+Ca(Mg,Na2)

H2SO4

SO4(2)氢氧根离子交换反应式为：

SO4

SO4

Cl2

Cl22ROH+H2

CO3

→R2

(HCO3)2+2H2O

SiO3

(HsiO3)2

(3)再生反应式：

SO4

SO4

Cl2

Cl2R2

(HCO3)2

+2NaOH→2ROH+Na2

CO32-(HSiO3)2

SiO3进入离子交换器的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。它是天然水中碱度的主要组成部分。当水经H离子交换后，碳酸氢盐转化成了碳酸，连同水中原来含有的碳酸，可用除碳器一起除去。这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。水中碳酸的平衡关系如下式所示：H＋+HCO3-≒H2CO3≒CO2+H2O

水中H＋浓度越大，平衡越易向右移动。当水的pH值低于4.3时，水中的碳酸几乎全部以游离的CO2形式存在。水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的气体，它在水中的溶解度符合亨利定律，只要降低水面上CO2的分压就可除去CO2。除碳器就是利用这个原理除去CO2的。3.2.2树脂层中的离子交换过程

1、阳床工作特性

阳床的作用是除去水中H＋离子以外的所有阳离子。当其运行出水钠离子浓度升高时，树脂失效，须进行再生。

阳床运行时，水由上而下通过强酸性H型树脂层，因树脂层对各种阳离子的选择性不同，被吸着的离子在树脂层中产生分层，其分布状况如下图5-1所示。在运行过程中，Ca＋、Mg＋、Na＋三层树脂层的高度均会不断向下扩展，直到树脂失效。实际上各层界面并不是很明显的，有程度不同的混层现象发生。阳床失效的监督最好采用钠度计（pNa计），当阳床出水含钠量大于500ug/L时，说明阳床已经失效。

2、阴床工作特性

阴床中强碱性OH型交换树脂可以和水中除OH-离子外的各种阴离子进行交换，把它们从水中除去。由于树脂对离子的选择性不同，阴床运行中被吸着的离子也会发生分层，阴床运行时，一般出水pH值为7～9之间，SiO2含量小于100ug/L，电导率小于10uS/cm。因为阴床设在阳床的后面，所以阴床的出水水质受阳床出水水质的影响很大。阳床未失效时，阴床的出水特性如图5－4（a）所示。当运行通过水量到b点时，SiO2含量上升，pH值下降，电导率先微降后再上升。电导率的变化是因为H＋和OH-要比其它离子易导电，当出水中这两种离子的总含量很小时，有一电导率最低点。在b点前由于OH－含量较大使水的电导率较大；在b点之后由于H＋含量增加而使水的电导率增大。

阳床失效时漏钠量增大，这些钠离子通过阴床后转化成氢氧化钠，使阴床出水pH值迅速上升，连续测定阴床出水pH值，可以区分是阳床还是阴床失效。阴床失效的监督最好用SiO2含量和电导率来判断，当然用出水pH值也可以进行分析判断。3.2.3离子交换树脂的性能离子交换树脂是高分子化合物，所以它们的结构和性能因制造工艺的不同而不同，为此，对于商品离子交换树脂的性能，必须用一系列指标加以说明。同一类型的离子交换树脂，其交联剂加入量的多少，对产品的物理化学性能有很大的影响，一般加交联剂多（即交联度大）的树脂，由于许多苯乙烯链都被交联成网状，所以其产品有网孔小、机械强度大和稳定性较好等特点，其特点是交换容量较小。1、物理性能1.外观

⑴颜色。离子交换树脂是一种透明或半透明的物质，依其组成的不同，呈现的颜色也各异，苯乙烯系均呈黄色，其他也有黑色及赤褐色的。树脂的颜色稍深。树脂在使用中，由于可交换离子的转换或受杂质的污染等原因，其颜色会发生变化，但这种变化不能确切表明它发生了什么改变，所以只可以作为参考。

⑵形状。离子交换树脂一般均呈球形。树脂呈球状颗粒数占颗粒总数的百分率，称为圆球率。对于交换柱水处理工艺来说，圆球率愈大愈好，它一般应达90%以上。

树脂圆球率的测定方法，是先将树脂在60℃烘干、称重，然后慢慢倒在倾斜10°的玻璃上端，让树脂分散地向下自由滚动，将滚动下来的树脂再称重，后者与前者比值的百分数即为圆球率。

2.粒度

树脂颗粒的大小对水处理的工艺过程有较大的影响。颗粒大，交换速度就慢；颗粒小，水通过树脂层的压力损失就大。如果各个颗粒的大小相差很大，则对水处理的工艺过程是不利的。这首先是因为小颗粒堵塞了大颗粒间的孔隙，水流不匀和阻力增大；其次，在反洗时流速过大会冲走小颗粒树脂，而流速过小，又不能松动大颗粒。用于水处理的树脂颗粒粒径一般为0.3～1.2mm。树脂粒度的表示法和过滤介质的粒度一样，可以用有效粒径和不匀系数表示。

3.密度

离子交换树脂的密度是水处理工艺中的实用数据。例如在估算设备中树脂的装载量，需要知道它的密度。离子交换树脂的密度有以下几种表示法。

（1）干真密度。干真密度即在干燥状态下树脂本身的密度：干真密度＝

g/mL此值一般为1.6左右,在实用意义不大,常用在研究树脂性能方面。

（2）湿真密度。湿真密度是指树脂在水中经过充分膨胀后，树脂颗粒的密度：湿真密度＝

g/mL

（3）湿视密度.湿视密度是指树脂在水中充分膨胀后的堆积密度:湿视密度＝

g/mL湿视密度用来计算交换器中装载树脂时所需湿树脂的质量,此值一般在0.60～0.85之间。阴树脂较轻，偏于下限；阳树脂较重，偏于上限。4.含水率离子交换树脂的含水率是指它在潮湿空气中所保持的水量，它可以反映交联度和网眼中的孔隙率。树脂的含水率愈大，表示它的孔隙率愈大，并联度愈小。5.溶胀性当将干的离子交换树脂浸入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀。影响溶胀率大小的因素有以下几种：（1）溶剂。树脂在极性溶剂中的溶胀性,通常比在非极性溶剂中强。（2）交联度。高交联度树脂的溶胀能力较低。（3）活性基团。此基团愈易电离，树脂的溶胀性愈强。（4）交换容量。高交换容量离子交换树脂的溶胀性要比低交换容量的强。（5）溶液深度。溶液中电解质浓度愈大，由于树脂内外溶液的渗透压差减小，树脂的溶胀率愈小。（6）可交换离子的本质。可交换的水合离子半径愈大，其溶胀率愈大，故对于强酸和强碱性离子交换树脂，溶胀率大小的次序为：

H＋＞Na＋＞NH4＋＞K＋＞Ag＋

OH－＞HCO3≈CO32-＞SO42-＞Cl-一般，强酸性阳离子交换树脂由Na转变成H型，强碱性阴离子交换树脂由Cl型转变成OH型，其体积均增加约5%。由于离子交换树脂具有这样的性能，因而在其交换和再生的过程中会发生胀缩现象，多次的胀缩就容易促使树脂颗粒碎裂。6.耐磨性交换树脂颗粒在运行中，由于相互磨轧和胀缩作用，会发生碎裂现象，所以其耐磨性是一个影响其实用性能的指标。一般，其机械强度应能保证每年的树脂耗损量不超过3%～7%。7.溶解性离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，但在产品中免不了会含有少量低聚物。因这些低聚物较易溶解，所以其应用的最初阶段。这些物质会逐渐溶解。离子交换树脂在使用中，有时也会发生转变成胶体渐渐溶入水中的现象，即所谓胶溶。促使胶溶的因素有：树脂的交联度小、电离能力大、离子的水合半径大，有时还有受高温或被氧化的影响。特别是强碱性阴树脂，它会因化学降解而产生胶溶现象。所以在运行中要密切注意其运行条件：如离子交换树脂处于蒸馏水中要比在盐溶液中易胶溶，Na型比Ca型易胶溶。离子交换器备用后刚投入运行时，有时发生出水带色的现象，就是胶溶的缘故。8.耐热性各种树脂所能承受的温度都有限度，超过此温度，树脂热分解的现象就很严重。由于各种树脂的耐热性能不一，所以对每种树脂能承受的最高温度，应由鉴定试验来确定。一般阳树脂可耐100℃或更高的温度；阴树脂，强碱性的约可耐60℃，弱碱性的可耐80℃以上。通常，盐型要比酸型或碱型稳定。9.抗冻性根据对各种树脂在－20℃的抗冻性试验，发现大孔型树脂的搞冻性优于凝胶型树脂，实际上冰对大孔型树脂没有影响。凝胶型阳树脂的抗冻性不如阴树脂。无论阴、阳树脂，机械强度好的（磨后圆球率高），抗冻性能也好。进行滤干外部水分的001×7阳树脂10周期（冻干24h，再完全解冻24h为1周期）的测定，发现磨后圆球率有所下降，裂球率提高，冰冻对浸在水中的001×7阳树脂的磨后圆球率几乎无影响；201×7阴树脂不管滤干外部水分、还是浸在水中冰冻，磨后圆球率和裂球率均变化不大，表明阴树脂韧性较强。10.耐辐射性能在有核反应堆的企业中，所用离子交换剂的抗辐射性是很重要的。一般而论，无机离子交换剂的耐辐射性能较好，而树脂均易降解，其中又以阴树脂为严重。11.导电性干燥的离子交换树脂不导电，纯水也不导电，但用纯水润湿的离子交换树脂可以导电，所以这种导电属于离子型导电。这种导电在离子交换膜及树脂的催化作用上很重要。2、交换容量离子交换树脂的交换容量表示其可交换离子量的多少。其表示单位有以下两种：一是质量表示法，即单位质量离子交换树脂吸着能力，通常用mmol/g表示；另一种是体积表示法，即单位体积离子交换树脂的吸着能力，通常用mmol/m3表示。在表示交换容量时，应把交换树脂上可交换离子的形态阐述清楚，因为离子交换树脂形态不同，其质量和体积也不相同。为了统一起见，一般是阳离子交换树脂以Na型为准（也有以H型为准的），阴离子交换树脂以Cl型为准。必要时，应标明其离子形态。今将常用的全交换容量、工作交换容量和平衡交换容量叙述如下：（1）全交换容量（Q）。此指标表示离子交换树脂中所有活性基团的总量，即将树脂中所有活性基团全部再生成某种可交换的离子，然后测定其全部交换下来的量。对于同一种离子交换树脂来说，它是常数。这种交换容量主要用于离子树脂的研究方面。（2）工作交换容量（QG）。工作交换容量是在交换柱中，模拟水处理实际运行条件下测得的交换容量，就是把离子交换树脂放在动态交换柱中，通过需要处理的水，直到滤出液中有要交换的离子漏出为止所发挥出的交换容量，称为工作交换容量。影响工作交换容量的因素甚多：如进水中离子的浓度、交换终点的控制指标、树脂层的高度、水流速度等。此外，通常为了节约再生剂的用量，交换剂并不能得到彻底再生，这也会对工作交换容量有很大影响。所以在测定工作交换容量时，应明确规定这些运行条件，或根据设备情况、原水水质和对出水水质的要求等，通过试验来测定。工作交换容量常用体积表示法，即mmol/m3或mol/L。显然，离子交换树脂的再生程度对其交换容量有很大的影响。如经充分再生，则可得到最大的工作交换容量。（3）平衡交换容量（QP）。离子交换树脂完全再生后，求它和一定组成的水溶液作用到平衡状态时的交换容量，称为平衡交换容量。此指标表示在某种给定溶液中离子交换树脂的最大交换容量。它不是常数，只与平衡的溶液组成有关。3、离子交换速度离子交换平衡，是在某种具体条件下离子交换能达到的极限情况。在实际使用中，总是希望离子交换设备能在水的高流速下运行，所以反应的时间是有限的，不可能让离子交换达到平衡状态。为此，研究影响离子交换速度的因素，是有重要实践意义的。离子交换过程，是在水中离子和离子交换树脂的可交换基团间进行的。树脂的可交换基团不规则在分布在每一颗粒中，它不仅处于树脂颗粒的表面，而且大量处在树脂颗粒的内部，所以离子交换的进行过程是比较复杂的，因为它不单是离子间交换位置的问题，还有离子在水中扩散到颗粒内部的过程。至于离子交换化学反应本身的速度，属于离子间的反应，一般是很快的，所以通常说的离子交换速度，不单指此种化学反应，而是表示水溶液中离子浓度改变的速度。各种运行条件如何影响交换速度的问题，虽然已进行了许多研究，但还是没有完全弄清楚。下面简要地叙述影响阳离子交换速度的一些因素。（1）树脂交换基团。我们知道离子间的化学反应速度是很快的，所以一般说来，树脂交换基团的不同并不影响到交换速度。例如磺酸型阳离子交换树脂，不论其呈H、Na或其他的形态，对各种阳离子间的交换速度都很快，彼此的差别也非常小。但对于会形成弱电解质的离子交换树脂，情况就不同，像H型和盐型的交换速度就会有很大差别。（2）树脂的交联度。树脂的交联度越大，网孔越小，则其颗粒内扩散越慢，交换速度就越慢，当水中有粒径较大的离子存在时，对交换速度影响就更为显著。（3）树脂的颗粒。树脂颗粒越小，交换速度越快。这是因为树脂的颗粒越小，内扩散的距离越短；同时颗粒越小，也等于扩大了膜扩散的表面积，从而加快交换速度。但树脂颗粒也不宜太小，因为太小会增大水流通过树脂层的阻力，且在反洗运行时容易流失。（4）溶液的浓度。溶液浓度是影响扩散速度的重要因素，浓度越大，扩散速度越快。水溶液中离子浓度内扩散和膜扩散有不同程度的影响。当水溶液中离子浓度较大，膜扩散的速度就较快，此时交换速度主要受内扩散的支配，即内扩散是决定性阶段。这相当于水处理工艺中树脂再生时的情况。若水溶液中电解质的浓度较小，膜扩散的速度就变得非常慢，故交换速度受膜扩散的支配，这相当于用阳离子交换树脂进行水软化时的情况。当然，溶液中离子浓度变化时，树脂因膨胀或收缩也会影响到内扩散。（5）水温。提高水温能同时加快内扩散和膜扩散，所以离子交换设备运行时，一般水温保持在20～40℃。但也不能过高，因为水温过高会影响交换剂的热稳定性，特别是强碱性阴树脂，不耐高温。（6）搅拌或提高流速。交换过程中的搅拌或提高水的流速，只能加快扩散，但不能影响内扩散。（7）离子的本性。它对内扩散的速度影响较大，离子水合半径越大，内扩散越慢；离子电荷数越多，内扩散越慢，根据实验结果，阳离子增加一个电荷，其内扩散速度约减慢为原来的1／10。影响阴离子交换速度的因素与阳离子交换现象十分相似，对于阴离子交换树脂，膜扩散的问题现在还研究得很少，但可以推测，在很稀的溶液中，对于强碱性树脂，膜扩散是主要的；在浓溶液中，颗粒内扩散是主要的。树脂的交联度和离子的电荷对阴离子在树脂颗粒内部的扩散速度影响比对阳离子的影响要小得多，如阴离子每增加一个电荷对其内扩散速度的影响程度，仅为阳离子的1／2或1／3。当树脂的交联度从5%增加到15%时，一价阳离子的内扩散速度降低约为原来的1／10，而一价阴离子内扩散速度仅降低为1／2。大孔型树脂，其内扩散的速度要比普通树脂的快得多。3.2.4树脂的再生原理

树脂再生是离子交换水处理中很重要的一环。影响再生效果的因素很多，如再生方式，再生剂的种类、纯度、用量，再生液的浓度、流速、温度等。要取得好的再生效果，必须进行调整试验，确定最优的再生条件。

1、再生剂的品种与纯度一般认为盐酸的再生效果优于硫酸，硫酸再生成本低于盐酸。再生剂的纯度高，杂质含量少，树脂的再生程度就高，特别是对阴树脂影响更大。

2、再生剂用量再生剂用量是影响再生的重要因素，其概念是单位体积树脂所用的再生剂的量，单位为kg/m3(树脂)或g/L（树脂）。另外常用的一个指标是再生剂比耗，它是指投入的再生剂的量与所获得树脂的工作交换容量的比值。还有一种表示法即再生剂耗量，是预计取得单位工作交换容量所需纯再生剂量，单位g/mol。从理论上讲1体积的再生剂应使交换树脂恢复1体积的交换容量，但实际上再生反应最多只能进行到离子交换化学反应的平衡状态，只用理论量的再生剂再生树脂，并不能完全恢复其交容量，所以用量必须超过理论量。

3、再生液的浓度

通常阳床用NaCl再生，混床用HCl和NaOH再生。NaCl以8%～10%,HCl以3%～5%为宜，NaOH以3%～5%为宜。

4、再生液的温度与流速

提高再生液的温度能提高树脂的再生程度，但再生温度不能超过树脂允许的最高使用温度，一般强酸性阳树脂用盐酸再生时不需加热。强碱性Ⅰ型阴树脂的再生液温度为35～50℃。强碱性Ⅱ型阴树脂适宜的再生液温度为35±3℃。再生液流速影响着再生液与树脂的接触时间，一般接触时间以50至60分钟为宜。逆流再生的再生液流速应保证不使树脂乱层。再生液的温度很低时，不宜提高流速。5、下面是正确的再生程序需要注意的要点a）

碱不可以用自来水稀释。否则产生的硬度离子沉淀和CaCO3颗粒会被带入离子交换树脂床。应该使用脱矿物质水或软化水。b）如果在再生过程中，树脂会经历一个膨胀过程，推荐使用逆流方式操作这一步骤。顺流处理方式可能会对树脂床造成很大的压力，而使树脂罐爆裂。只有在离子交换树脂罐的直径>3m树脂床高<1.2m可以使用顺流的方式再生。c）我司产品数据中推荐的再生条件只是一个参考标准值。在运行时，需要根据用户的具体情况调节参数。如：高选择性吸附树脂吸附树脂在吸附了离子之后需要采取更多的酸和碱来再生。d）酸的绝对数量和浓度是需要控制的。如果浓度太低，质量作用效应会降低，则再生的效果会降低。如果浓度太高，再生溶液的体积量太少，则再生剂在离子交换树脂床中的分布就可能不均匀，渗透性冲击可能会太强烈，会使树脂的使用寿命降低。e)由上至下注入再生剂会减少渗透性冲击，这是因为空床体积可以稀释再生剂。而从树脂床底部直接注入再生剂会导致较大的渗透性冲击。f）空床体积为树脂床100％，并且是由上而下的注入再生剂时，再生反应会延迟。注入1BV(注：树脂柱内装载树脂的体积称为床容积(bedvolume)，简写为BV。这是树脂柱的基本单位，它工作时的各种物料量都以BV为单位。例如溶液通过树脂柱的流量速度为2～4BV/h，即每小时通过溶液的体积为树脂床容积的2～4倍。)的再生剂如：酸，进入离子交换罐之后，只有部分酸到达树脂床。或多或少的会滞留在空床体积中。在注入2BV的再生剂之后，大约一半的酸穿过树脂床。只有在加入淋洗水之后再生才会完全。因为淋洗水使得未进入树脂床的酸通过树脂床而使再生完全。g）因此再生过程中注入再生剂后，树脂床的膨胀并不完全。树脂床在淋洗过程中才会完全膨胀。h）

树脂再生是动力学过程。如果再生剂通过树脂床的速度太快，再生的效率会降低。我们推荐再生时流速为4BV/h。i）再生剂在树脂床中均匀的分布是有效再生的基础。所以需要恰当的调节分液系统以及达到均匀的树脂床结构。J）一旦树脂床被杂质严重污染，再生时必须使用大量的再生剂。如：若推荐使用2BV的酸再生，那么就要用4BV的酸。污染严重的时候，可以将三分之一树脂床体积量的再生剂静置在树脂罐中一段时间（如：1h），使之浸透，溶解杂质。K）刚再生好的树脂床在使用前，必须根据工业生产液流的标准进行检测。必须在离子交换柱安装到生产线之前，检验淋洗出水，保证无再生时使用的化学物质进入产品液流。l）在某些应用中，刚再生好的树脂床必须经历一个“预备”过程。在预备过程中，树脂柱中注入待处理产品液流（如：卤水）。开始的时候，树脂罐的纯化效果没有完全达到标准。可能需要经过几次预操作过程，纯化效果才能达到标准。这是系统中的“平衡－调节”过程。预处理过程不能用淋洗水，因为这里树脂床需要用生产时的进水来调节状态。3.2.5离子交换树脂在单个离子交换罐中的装填和试车1、顺流系统和逆流/逆压系统

脱盐和软化系统中，顺流系统（顺流运行，顺流再生）和逆流逆压系统（逆流运行，顺流再生，再生过程中使用水封或者气封）根据下列步骤操作:

1)

清洁树脂罐在装填树脂之前，应彻底冲洗清洁树脂罐，以去除所有的固体颗粒和碎，然后，仔细检查树脂罐内部，以去除任何可能的残余碎片。仔细检查所有的水帽和旁路，保证它们安装恰当（所有的水帽都应该在正确的位置被拧紧）。如果需要更换树脂，需要确保移除所有的需要更换的树脂。保证布水系统（如：暗管）的操作和运行不被污染物或者树脂碎片影响。检查树脂罐内部的涂层是否完整恰当的涂覆。（如：对橡胶内衬树脂罐进行火花测试）更换所有损坏或者堵塞的水帽或滤网。在需要更换双头水帽的时，在拆除过程中，请注意内部是否有树脂捕捉器。

2)准备树脂计量树脂的准确数量，以确保有足够的树脂量。检查树脂的标签，以确保装填的是正确的树脂以及防止不同树脂的混淆。如果可能，每个树脂罐中最好使用同一批次的树脂。如果需要，可以取部分树脂作为留样。

3)

树脂的装填在树脂罐中装入足够的水（大约为树脂罐高度的1/3)，以避免树脂和水帽的损害。使用水泵引导树脂进入树脂罐中或者直接将树脂倒入树脂罐中。在树脂输送过程中，需要加入适量的水来流化树脂。往树脂罐中注入水。随时观测水流以保证适量的水被注入树脂罐。反洗树脂床约30分钟。反洗水流速和水温需要根据不同树脂产品资料中的数据来确定。脱盐离子交换树脂床的树脂装填和反洗需要使用脱盐水。如果没有脱盐水，可以现使用原水反洗阳离子交换树脂床，然后通过阳离子交换树脂床生产出的软化水来装填和反洗阴离子交换树脂床。在正式开车之前，强烈推荐使用双倍量的再生剂再生树脂床。

4）每年树脂更换量阳离子交换树脂每年的化学降解率大约为1～2％，机械磨损率大约为1～3％。阴离子交换树脂每年的化学降解率大约为2～3％，机械磨损率大约为1～3％。我们建议每年的树脂更换量为5～10％。添加树脂之前，请彻底反洗树脂床以完全去除所有破损的树脂和树脂碎末。

注:应该在反洗之前，将弱碱性和中度碱性的阴离子交换树脂在水中浸泡过夜，使其充分吸水，以防止在反洗过程中损失树脂。为了避免低密度树酯在反洗过程中的损失，我们推荐在运行2－3个周期之后再进行第一次反洗操作。因为新树脂相对疏水，即使浸泡过夜也不能保证使其被完全浸润。请注意，反洗的线流速最大不超过3m3/h(100%空床体积).2、下面是正确的反洗程序需要注意的要点：a)反洗的目的①除去离子交换树脂床中夹杂的污垢②除去碎的树脂颗粒③放松树脂床中压实的区域和结块④分离树脂（好的颗粒在上层，消耗完的树脂在下层）⑤去除树脂床在运行过程中产生的“液流通道”，即：“偏流”，把树脂床恢复到均匀分布的状态，并且表面均匀平坦。b)反洗水需要通过树脂柱上端的管道排出。因为要将碎的树脂颗粒和污垢完全排出，所以管道口不要用筛状物罩住，为了防止树脂流失可以在管道的外部安装一个截流弯（曲颈管）。c)反洗过程中，树脂床的体积要比原始体积膨胀大约>45%。d)反洗过程中，树脂床必须完全是流态的。这是可以通过视窗观察确认的。在流态树脂床中，树脂颗粒是四处运动的。但是树脂床的表面应该是平静或轻起微波的。不能是树脂床中局部树脂剧烈翻腾。e)树脂床膨胀到最大状态时，其表面应该距离出口>400mm。视窗应该在膨胀的树脂床表面和出口之间，这样可以很好的观察树脂床表面的状态。f)树脂床的流态化从上层的树脂开始，之后以一个均匀的速度向下流态化。g)压实程度很高的树脂床可能需要数小时时间来实现完全的流态化，松散的树脂床可能只需要数分钟。h)反洗刚开始的时候，会出现树脂床表面局部树脂的喷发，导致大量的树脂颗粒悬浮在空床体积区域，甚至被冲出出口的现象。这种现象会随着反洗的进一步进行以及树脂的松动而消失。i)有时候树脂床会作为一个压实的整体被完全提升，然后被挤压至顶端的分水器，导致分水器的损坏或树脂的损失。为了避免这种现象的发生，我们推荐在反洗过程开始的时候采取低的流速，然后逐渐的升高流速直到树脂床完全膨胀。j)反洗工序需要操作者或工艺工程师不时观测，以适当调节操作参数。k)反洗过程开始的时候，悬浮的细颗粒最先被洗出树脂罐。建议有规律的观测在树脂床上出现的细颗粒浑浊物。这有助于判定进水的前处理（如：过滤）是否运行正常。l)晚上通过视窗观测树脂罐内的情况比白天要容易。白天视窗上的反射光使得观测困难。可以使用黑色的挡板挡住光源以防止反射光的影响。如果在视窗的旁边或者对面再安装一个玻璃窗口可以让光线进入树脂罐的内部，这样就可以更好的观测树脂柱的内部的情况。m)反洗过程中，需要不时的对反洗出水进行取样。对反洗出的细颗粒进行化学分析。同时也需要对其他杂质和碎树脂颗粒的外观进行分析。n)反洗水的温度对树脂床的膨胀有着重要的影响。这是因为水的粘度随温度变化的关系。水温从15℃改变到40℃时，树脂床的膨胀要降低一半。o)在温差变化大的地区（如：冬天时温度<10℃,夏天时温度>30℃），由于水温会影响树脂床的膨胀，所有反洗水流速必须要根据季节条件来调节。p)反洗之后，树脂床应该被静置，然后由其自身的重力使之压实（静置时间约5mins）而形成均匀的树脂床结构。q)常规的反洗过程中，不要使用鼓气的辅助方式。鼓气只有在底部分布器（滤网板或过滤器）被严重堵塞的时候才采用。鼓气的强度应该被适当的调节，不要损坏任何分布器内部的敏感部件。高强度的气流可能会对分布器内部部件造成很大的压力而使之损坏。r)在不正常大量杂质夹带进入树脂床的事故（如：滤网被撕裂）发生时，反洗程序应该相应的延长。操作指导工艺流程图说明：此图上阀门的排布是考虑统一性和美观，实物上有差异，但流程原理相同，eq\o\ac(○,1)上进水eq\o\ac(○,2)下进水eq\o\ac(○,3)上排水eq\o\ac(○,4)下排水eq\o\ac(○,5)流入下道工序eq\o\ac(○,6)排气eq\o\ac(○,7)进气，其它略，操作者根据流程自行匹配。作业指导2.1系统正常运作系统正常运作时所有流程遵循上进下出（顺流）的原则开闭相关阀门。各流程操作说明：1、原水进水量根据RO组件的设计压力反推回来调节，刚开机时宜小不宜大。（2－4m3/h）。2、砂床,碳床两个压力表读数均<0.2Mpa（存在压力是因为RO需要压力倒推所至，但其压力的变化反应出水通量的变化，也即杂物累积量的变化，所以需要根据压力指示进行反洗操作）。运作时开①⑤（两床对应），其它全闭。3、软化床处理效果的变化由RO电导数间接提示，也可用相关仪器测得。运作时开①⑤，其它全闭。4、保安过滤器压力表读数为0（存在压力说明滤芯需要更换了）,RO膜件中高压控制在0.8—1.15Mpa之间（依据RO膜的设计压力），浓水压力在0.5—1Mpa之间（存在压力是反渗透原理，若没有压力则说明RO系统不正常）,低压控制<0，电导仪读数<10μS/cm（10μS/cm是饮用水国家标准,但同时RO出水水质关系着后面混床树酯的使用效率）。运作时全开eq\o\ac(○,0)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)，以控制浓水压力达标来调节eq\o\ac(○,1)，其它全闭。5、粗混床设计流量为2000L/h,压力<0.2Mpa,电阻仪读数>5MΩ·cm（生产用水的水质要求）。运作时开①⑤，其它全闭。2.2系统反洗及再生系统反洗及再生时所有流程按下进上出（逆流）的原则进行操作。各流程操作说明:1、砂床反洗：关eq\o\ac(○,0)①②③⑤，开④⑥，使水降至视镜位置，关④，接入压缩空气及打开⑦，打气10分钟（气通量应考虑到不伤滤网和不跑砂）。然后关⑦开eq\o\ac(○,0)②，调节流量2m3/h，当水从排气管中流出时，开③关⑥，流量逐渐加大（不跑砂为限），直至出水清澈。反洗完成后，一般还要进行10分钟的正洗，即开①④，至出水透明。（碳床反洗操作同上，阀门对应）2、软化树酯床再生：当测出水中钙镁离子超标时（用钠度计测），软化树酯需反洗再生。树酯再生时借助系统前道水压吸取食盐水进行冲洗。配药在洗净的桶中注入50LRO成水或去离子水（严禁使用自来水），加入12－15Kg工业盐，搅拌溶解，除去杂质（最好装过滤网）。反洗开⑥④,排水1分钟,关⑥④，接入无油空气，开③⑦，调节气通量打气10分钟（气通量应考虑到不伤滤网和不跑树酯，也要防止树酯间摩擦太大而破碎）,然后断气，关⑦开②③，进水冲洗至水清。吸盐反洗完成后，待树酯自然沉降好后（自然沉降是必要的，这样不会造成树酯间有空隙进而影响再生剂与树酯的接触，导致再生效果不佳），将吸管插入盐水桶中，开⑥⑦③，同时打开总进水，流量根据系统压力调控，保证能吸入盐水，直至吸完。慢洗当盐水吸完后封住盐水进口，不关相关阀门，继续进水至出水无咸味。快洗当慢洗至出水无咸味后，开②③关⑥⑦，切换成反洗模式，加大进水流量冲洗净再生液（约20分钟）。再改成正洗模式开①④，直至出水达标。3、RO膜清洗：化学清洗原因如前理论介绍。配药酸－－RO正常运作中开⑥⑧，向洗净的酸桶中注入200LRO成水。然后加入1%-2%的柠檬酸，搅拌溶解，用氨水调节pH=4。碱－－RO正常运作中开⑥⑦,向洗净的碱桶后同上注入200LRO成水，加入0.1%的烧碱，搅拌溶解，用硫酸调节pH=13。（配制其它药水同理）酸清洗关闭总进水，关eq\o\ac(○,0)②，开①⑥⑧eq\o\ac(○,12)eq\o\ac(○,14)eq\o\ac(○,15)，打开高压泵，调节eq\o\ac(○,12)使高压控制表读数<0.4Mpa,运行3分钟左右后开⑤关①,其它不变,保持系统循环30—40分钟，然后关高压泵，关eq\o\ac(○,15)，开eq\o\ac(○,0)eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,8)，开高压泵,进水进行无压冲洗排酸。冲洗至水清后，打开eq\o\ac(○,2)，关eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,8)，调节eq\o\ac(○,1)至高压压力在0.4Mpa左右，让水从eq\o\ac(○,1)，eq\o\ac(○,2)排出，冲洗30分钟左右后再调至正常运行状态冲洗直至电导率降至标准再将淡水切入RO成水箱中。（通常RO膜污染不是简单的单一污染，所以还需再用其它几种清洗剂再清洗，操作方式同上）4、粗混床再生：当双混床出水电阻率<5MΩ·cm时,说明混床中树酯已失效，需要进行再生了。双混床中阴阳树酯用盐酸和