离子交换除盐水处理器的失效控制实例分析

    图1 阳床出水水质                图2 阳床出水水质        图3：阳床先失效时阴床出水水质 

　　从图2、图3可见：（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。

3.1 阳床出水水质

图1中b 点以前三条曲线都迅速下降，表明离子交换器中树脂再生后，正洗时出水中各种杂质的含量（酸度、钠离子浓度和硬度）都迅速下降，当出水水质达到一定的标准（如b点）时就可以投入运行。所以，在ba段运行期间，阳床出水呈酸性，而且基本呈缓慢变化趋势。运行至a点时，阳床开始有阳离子穿透，根据离子交换活性知道，最先泄漏出的是钠离子；在除盐系统中，为了除去水中H⁺ 以外的所有阳离子，强酸性离子交换器必须在有钠泄漏时停止运行(一般此时出水的酸度接近中性)，并进行再生，如图1的a点位置，此点为钠离子穿透点。

3.2 阴床出水水质

由于离子交换除盐系统中阴床始终是阳床的后级，所以阴离子交换器的水质变化分两种情况：

① 阳床正常运行时,阴床先失效时的阴床出水水质

阴床出水水质见图2，b 点以前几条曲线迅速下降，表明再生后正洗时，水中杂质迅速下降直至达到运行的出水水质标准，ba区间为稳定交换运行期，出水水质的pH值为7-9，电导率<5μS/cm,含硅量（以SiO₂ 计）为20-50μg/L。运行至a点后，阴床开始失效，但阳床仍在正常运行。此时，阴床由于酸泄漏，故PH值下降；与此同时，阴床出水中的硅含量和电导率增加。

② 阳床先失效时, 阴床出水水质

如图3复床系统运行到a点，阳床开始失效，但阴床仍在正常运行。此时阳床漏出的Na+ 流经阴床，在阴床的出水中含有NaOH,使阴床出水PH值升高，并对强碱性阴树脂对HSiO₃^- 的吸附产生干扰作用，使出水的含硅量增加，其反应为：

RHSiO₃+NaOH=ROH+NaHSiO₃

4 结论和改进方法

(1)当阳床接近失效时，水中Na⁺的含量逐渐增加，从而影响阴离子交换器，在对纯化水水质要求不是很高时（如医药行业等），可以通过控制阳床出水的酸度（母管制）和阴床的出水电导率（一级复床）来控制阳床的失效。由于阳床产水中溶解有CO₂ ，未经过排除进入阴床，在阴床中与OH-反应，影响阴床处理能力，因此，可以在阳床和阴床之间加装除碳器。

(2) 由于HCO3^-一般在阳床中已经去除，加之电导率对OH-较敏感，因此在对于对将硅作为非检测项目的行业（如医药行业等），可以通过检测阴床的出水电导来控制阴床的失效。

(3) 离子交换的硅泄漏是世界性的难题，实践证明：采用 双阴床+混床 的离子交换系统对于控制硅泄漏十分有效。