离子交换树脂床体简述

在日常水处理项目中，离子交换系统比较常见，今天我们简述一下相关知识和概念。

一、分类与原理

1. 阳床（阳离子交换器）

定义：装填阳离子交换树脂，去除水中的阳离子（如Ca²⁺、Mg²⁺），出水呈酸性。

类型：

氢型（H型）：用于混床或与钠型配合，不单独使用。

钠型（Na型）：俗称软化器，用于锅炉用水软化。

交换顺序：Ba²⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > NH₄⁺ > K⁺ > Na⁺ > H⁺。

再生：用4%盐酸溶液逆流再生，恢复交换容量。

2. 阴床（阴离子交换器）

定义：装填阴离子交换树脂，去除水中的阴离子（如Cl⁻、SO₄²⁻），出水呈碱性或中性（与阳床串联时）。

再生：用4%氢氧化钠溶液逆流再生，恢复交换容量。

3. 复床（阴阳床串联系统）

定义：阳床与阴床串联，先除阳离子后除阴离子。

类型：

单级复床：出水电导率5-10μS/cm，除盐率与一级RO系统相当。

双级复床：出水电导率0.2-1μS/cm，SiO₂残留<0.02mg/L，除盐率略高于二级RO系统。

预处理：阳床后常设除碳器，去除CO₂以减少阴床负荷。

4. 混床（混合离子交换器）

定义：

定义：混合床是把阳离子交换树脂和阴离子交换树脂（体积比例一般为1:2）装在一个交换器内，混合均匀后运行。水通过混床，同时完成阳、阴离子交换，即RH+ROH+NaCl→RNa+RCI+H2O。由于混合床消除了逆反应的影响，可使交换进行得更为彻底。混床的流速可选用40~60m/h。混床在再生前通过反冲洗，靠阴阳树脂的密度差把树脂分层，分别再生；然后在运行前用压缩空气把两种树脂进行搅拌，形成混合床。水从混合床中流过，相当于通过无数级复床，出水纯度高（电导率<0.1μS/cm，SiO₂<20μg/L）。

再生：

分层处理：反洗后阳树脂用盐酸再生，阴树脂用氢氧化钠再生。

混合：再生后通过压缩空气混合树脂，确保均匀分布。

应用：超纯水制备末端，电阻率可达18MΩ·cm以上。

二、应用场景

1. 阳床

锅炉用水软化：钠型阳床去除Ca²⁺、Mg²⁺，防止结垢。

预处理阶段：氢型阳床调整水质，为混床提供酸性进水。

2. 阴床

深度除盐：复床系统中进一步去除阴离子，提升出水纯度。

电子行业：制备超纯水，满足半导体清洗需求。

3. 复床

电力行业：一级除盐，确保锅炉给水电导率达标。

化工行业：双级复床用于高纯水需求，如医药中间体生产。

4. 混床

超纯水制备：电子、医药行业终端处理，电阻率>18MΩ·cm。

核电站：冷却水净化，去除放射性离子。

三、核心区别

对比项目	阳床	阴床	复床	混床
去除离子	阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）	阴离子（Cl⁻、SO₄²⁻）	串联去除阴阳离子	同时去除阴阳离子
出水纯度	中等（酸性）	中等（碱性/中性）	较高（电导率5-10μS/cm）	最高（电导率<0.1μS/cm）
再生复杂度	低（单一酸液）	低（单一碱液）	中（串联再生）	高（分层再生）
适用场景	软化、预处理	深度除盐	一级除盐	超纯水制备