串联连续离子交换

① 离子交换的水处理中的应用

EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。
EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。
EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达15MΩ·cm以上的超纯水。 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下:
EDI的净水基本过程
·连续运行,产品水水质稳定
·容易实现全自动控制
·无须用酸碱再生
·不会因再生而停机
·节省了再生用水及再生污水处理设施
·产水率高(可达95%)
·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施
·占地面积小
·使用安全可靠,避免工人接触酸碱
·降低运行及维护成本
·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施
·安装简单、费用低廉
·设备初投资大 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。
(1)产品水水质比较
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
(2)投资量比较
与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。
(3)运行成本比较
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 EDI装置属于水精处理设备, 具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点, 具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化, 初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合 。
控制氮含量的方法（4种）：生物硝化-反硝化（无机氮延时曝气氧化成硝酸盐，再厌氧反硝化转化成氮气）；折点氯化（二级出水投加氯，到残余的全部溶解性氯达到最低点，水中氨氮全部氧化）；选择性离子交换；氨的气提（二级出水pH提高到11以上，使铵离子转化为氨，对出水激烈曝气，以气体方式将氨从水中去除，再调节pH到合适值）。每种方法氮的去除率均可超过90%。

② 离子交换水处理的装置有多少分类

离子交换水处理的装置主要有固定床和连续床两大类。固定床中又有单级、多级、复合、混合、双层和双流等类型。连续床中又分为移动床和流动床两种类型。
固定床是离子交换处理中最简单的软化水的方法。该方法在水处理运行中的几个基本过程（交换、反洗、再生、清洗）间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动和流动。具有操作简单，所需设备少，水质稳定等优点。
单床是固定床中最简单的一种方式。常用的钠型阳离子交换器即属这一方式。
多床是用同一种离子交换剂，两个或两个以上的单床串联使用的方式。当单床处理水质达不到要求时可采用多床。
复床是将两种不同的离子交换剂的交换器串联使用，用于水的除盐。
混合床是将阴阳离子交换树脂置于同一柱内，相当于多级阴阳离子柱串联起来。处理水质量较高。
双层床是在一个交换柱中装有两种树脂 （弱酸与强酸、弱碱与强碱型），上下分层不混合。
双流床主要用于处理凝结水，可提高水质。
固定床离子交换的缺点是，树脂用量多而利用率低，运行不连续。为提高树脂利用率及管理自动化，二十世纪六十年代出现了连续式离子交换装置。可分移动床式和流动床式。
所谓移动床是指将交换剂装于交换塔中，原水从下部进入塔内，软水从塔上部流出。这样自下而上的流动，交换一定时间（一般为45～60分钟）后停止交换，而将交换塔中一定容量的失效交换剂送至再生塔中还原。同时从清洗塔向交换塔上部补充相同容积的已还原清洗的交换剂，约10分钟后，交换塔又开始工作。因交换塔上部始终有刚加入的新交换层，故出水水质稳定。交换剂及还原液的利用率都比固定床高。其缺点是交换剂磨损较大，耗电量较多。
所谓流动床是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的离子交换剂，并且不断向交换塔内输送再生后的交换剂。流动床的优点是出水质量高，并且比较稳定；设备简单，操作方便；需交换剂量少。只是在新设备投入运行时，需要一定时间进行调整。

③ 碳酸钾生产中的三柱串联离子交换工艺实验研究’硕士论文

实验呀

④ 离子交换树脂的主要应用是什么

（复1）水处理。离子交换树脂在水制处理领域的需求量很大，约占其产量的90%，主要用于水中的各种阴阳离子的去除，目前，多用在火力发电厂的纯水处理上。

（2）食品工业。离子交换树脂可用于糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如，高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。

（3）石油化学工业。在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。

（4）环境保护。许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用离子交换树脂进行回收使用，如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。

（5）其他。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

⑤ edi模块运行时是串联还是并联

不知道您对串联和并联的定义。GE的EDI模块 每台产水量有3.4T/H和5T/H的，如果你做10T产水量的话 就用2台5T的模块就行了，希望能帮助到您

⑥ 如何利用连续离子交换法对糖液进行脱色提纯

木糖生产一般使用离子交换法来达到脱盐脱灰的目的。最直接的可见效果是大幅度内降低电容导率和提升透光度。木糖生产一般采用玉米芯或秸秆的水解液，然后通过活性炭硅藻土脱色或膜法脱色（注意控制木质素，其会严重堵膜）、通过中合法或者酸糖分离法、电渗析等大幅度降低 料液电导至≤4000us/cm，再使用大孔吸附树脂提高透光度至80%，PH≥3的程度。此时糖液很涩，不符合要求，最后使用阴阳树脂进行脱盐脱灰。料液电导仍有4000us是由于其游离的离子较多，离子分为阳离子和阴离子。色素也有离子型色素和苯酚类色素，离子交换法其应用原理是利用阴阳树脂所带的不同官能集团对不同的离子和色素进行交换。阳树脂吸附阳离子置换下来氢离子，阴树脂吸附阴离子置换下来氢氧根，两者中和电导降低，而离子型色素也吸附在树脂上以达到脱盐脱灰的效果。若前处理妥当，离子交换法能保证料液透光≥95%，电导≤50us/cm，此时已经完全没有涩味符合食品要求，接着进行浓缩、旋蒸、喷雾干燥得到合格产品。