水处理方法与原理之去离子法

去离子(Deionization)的目的是将溶解于水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这里使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水，其反应方程式如下:

M^+x+xH^-Re→M^-M^-Re_x+xH⁺¹

A^-z+zOH^-Re→A^-Re_z+zOH^-1

上式中的的M^+x表阳离子，x表电价数，M^+x阳离子与阳离子树脂上H^-Re的氢离子交换，A^-z则表阴离子，z表电价数，A^-z与阴离子交换树脂结合后，释放出OH^-离子。H⁺离子与OH^-离子结合后即成中性的水。

这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的，阴离子则需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异，它们的强弱程度及相对关系如下:

　　Ba²⁺>Pb²⁺>Sr²⁺>Ca²⁺>Ni²⁺>Cd²⁺>CU²⁺>Co²⁺>Zn²⁺>Mg²⁺>Ag¹⁺>Cs¹⁺>K¹⁺>NH4¹⁺>Na¹⁺>H¹⁺

阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下:

　　S0^2-₄₊>I^->NO^3->NO^2->Cl^->HCO^3->OH^->F^-

如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原，则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中，造成软骨病，骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了，氢离子也会出现在透析用水之中，造成水质酸性的增加，所以去离子功能是否有效，需要时常监视。一般是靠水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conductivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症，这是值得注意的一点。