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超纯水设备方案设计指南 第二章 工艺及技术（六）阴阳床、抛光混床工艺

目录

2.3：核心处理工艺介绍

2.3.1：阴阳床（复床）工艺

2.3.2：抛光混床工艺

2.3：核心处理工艺介绍

纯水制备的工艺主要由预处理、核心处理、辅助处理三部分组成，其中核心处理工艺主要负责水中离子的去除（脱盐）。常见的核心处理工艺主要有（树脂）离子交换技术和膜分离技术，前者又分为阴阳床（复床）和抛光混床工艺，后者主要为反渗透和EDI（兼具膜分离和离子交换技术）工艺。

备注：

①纯水制备过程中的离子交换主要以树脂作为载体，以交换柱（俗称床）作为容器（EDI设备除外）。

②混床是指把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填的容器，抛光是树脂处理的一种工艺。所以混床树脂不一定是抛光树脂，而抛光树脂分预混（多为不可再生）和现场混合（国产多可再生）两种，不管是那种类型最终在纯水制备过程中都出现在同一容器（交换柱）中而成为混床树脂，俗称抛光混床树脂。

我承认我表达的很绕口，但是没关系，纯水制备过程中的终端树脂就是抛光混床树脂，这个结论没有问题！

2.3.1：阴阳床（复床）工艺

阴阳床：俗称复床，由阳离子交换器（阳床）和阴离子交换器（阴床）串联组成。在纯水制备过程中，一般先经过阳床，再经过阴床。当原水通过阳树脂时，水中的阳离子被吸附，树脂所带的H+被置换到水中，使水呈酸性（pH=3左右），当pH<4时二氧化碳几乎全以气体形式存在，经过除碳器脱除后进入到阴床，而阴离子交换柱在酸性介质中易于交换；如果不脱除，二氧化碳气体与阴树脂反应，缩短阴树脂的交换容量，缩短工作周期，增加制水成本。所以一般的复床结构为阳床+除碳器+阴床（俗称2B3T系统）。

复床有单级复床和双级复床两种。单级复床一般用于出水水质电导率5-10μS/cm（除盐率与一级RO系统相当），双级复床用于出水水质电导率0.2-1μS/cm（25℃），剩余SiO2小于0.02mg/L（除盐率略高于二级RO系统）。

阳离子交换器：俗称阳床，内含阳离子交换树脂，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。氢型阳离子交换树脂一般不单独使用，多用于混合床，或者与钠型阳离子交换树脂配合使用。其离子交换顺序:Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>H+。

阴离子交换器：俗称阴床，内含阴离子交换树脂，用阴树脂中的氢氧根交换掉水中的其他阴离子。其离子交换选择顺序为SO42->NO3->HSO4->Cl->HCO3->OH-。

树脂再生：一种使离子交换树脂珠子满载的过程，并去除在使用中循环期间吸附的离子，从而使树脂可以继续利用（阳离子树脂用盐酸，阴离子树脂用氢氧化钠）。阴阳离子交换系统由树脂床构成，可以通过离子交换获取硬度或其他元素。之后采用通高浓度（10％）盐或其他再生化学品对树脂珠粒进行再生，恢复树脂的交换容量，使离子交换树脂系统可以反复使用。以下阴阳离子树脂再生流程可供参考，对于不同的树脂要根据使用情况酌情增加酸碱的浓度和再生的时间。

阳离子交换树脂再生：

通盐酸：在环境温度下，将4%的树脂床体积4倍的HCL逆流通过树脂床，通过时间约半小时。

慢洗：以相同流速和流向，通2倍树脂体积的除盐水。

快洗：以运行流速和流向，通去离子水至pH=5-6。

阴离子交换树脂再生：

通氢氧化钠：将浓度为4%的树脂体积4倍量的NaOH逆流通过树脂床，通过时间约为半小时。

慢洗：以相同流速和流向，通2倍树脂体积的除盐水。

快洗：以运行流速和流向，通去离子水至pH=8。

2.3.2：抛光混床工艺

抛光混床：简称混床，内含混合抛光树脂。抛光树脂是由氢型强酸性阳离子交换树脂（H型）及氢氧型强碱性阴离子交换树脂（OH型）混合而成，混床水中的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。一般用于超纯水处理系统末端，来保证系统出水水质维持用水标准。合理设计的超纯水系统混床工艺出水水质电阻率都能达到18MΩ*cm以上。

工作原理:将阴、阳树脂按一定比例均匀混合装在同一个交换器里，水通过混合床时就完成了多次阳、阴离子树脂交错排列而组成的多级复床除盐系统。在混合床中，由于阳、阴树脂是均匀混合的，所以阳、阴离子交换反应几乎同时进行，即水的阳离子交换和阴离子交换多次交错进行，交换过程所产生的的H和OH都不能积累起来，基本上消除了反离子对交换反应的影响，这就避免了逆反应，使交换反应进行得很彻底，因而，出水水质很好。

抛光树脂分为可再生和不可再生两种，其中可再生抛光树脂的再生步骤主要分为分层、再生、清洗、混合以及正洗，比一般的软化树脂和阴阳离子交换树脂再生复杂。

抛光混床树脂再生步骤：
1. 分层
先打开反洗阀与反洗排放阀，反洗流速不能太快，一般在10m/h左右，直至阴、阳树脂分层明显，反洗结束应缓慢关闭反洗阀，使树脂颗粒逐步沉降，以达到最佳分层效果。如果分层效果不明显，可以进行多次分层。

2. 再生
阴离子树脂再生：
阴离子树脂可以使用浓度为5%的碱性溶液再生，比如说用氢氧化钠溶液，清洗时间大概在40分钟左右，流速应保持6m/h，废液会从中间排管排放，为防止碱液进入阳树脂内，可以从底部进入少量的水与再生碱液一起从中排管排放。

阳离子树脂再生：
阳树脂可以用浓度为4%的酸性溶液清洗，比如使用氯化氢溶液清洗，时间大概在30分钟左右，为防止酸液进入阴树脂内，并对阴树脂进行小流量清冼，因此，从进碱管进入一定清流洗水，与再生酸液一起从中排管排放。

3.清洗：
继续以流速6m/h进行置换清洗，废液中排管排放，阴树脂直至排出水碱度小于0.5mmol/l为止，阳树脂直至排出水酸度小于0.5mmol/l为止。

4.混合：
将树脂罐的水放至树脂层上10-500px(相对高度）左右，然后进行混合，混合时间大概在10分钟左右，压力在1-1.5kg/cm²。

5.正洗：
用水从上往下清洗树脂，当水充满设备时打开下排阀，关闭排气阀，正洗流速同制水流速，当出水电阻率大于出水要求时，即可正常使用。