离子交换原理：离子交换是应用离子交换剂（最常见的是离子交换树脂）分离含电解质的液体混合物的过程。离子交换过程是液固两相间的传质（包括外扩散和内扩散）与化学反应（离子交换反应）过程，通常离子交换反应进行得很快，过程速率主要由传质速率决定。离子交换反应一般是可逆的，在一定条件下被交换的离子可以解吸（逆交换），使离子交换剂恢复到原来的状态，即离子交换剂通过交换和再生可反复使用。同时，离子交换反应是定量进行的。EDI的工作原理：EDI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；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。
混合离子交换器是把H型阳树脂和0H型阴树脂置于同一 台交换器中混合均匀的交换器，可以被看做是由许多H型交换 器和0H型交换器交错排列的多级式复床。 在混合离子交换器中，由于阴、阳树脂是相互混匀的，水的 阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的，则经H离子交换 所生产的H+和经0H离子交换所生产的OFT能及时地反应生 成电离度很小的压0,基本消除了逆反应的影响
一、离子交换器原理
离子交换法是用离子交换剂上的离子和流体中离子进行交换的方法。流体的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将流体中各种阳离子交换成H+,用
OH型阴离子交换树脂将流体中各种阴离子交换成OH-，进入水中的H+和OH-离子组成水分子H2O；或者让流体经过阳阴混合离子交换树脂层，流体中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。这样，当流体经过离子交换处理后，就可除尽（吸附）流体中各种的无机盐类，交换树脂吸附离子量饱合后，通过酸、碱、盐等药剂进行恢复再生，因而广泛应用于各种工业及民用领域。
二、离子交换器分类
1. 三塔式流动床：装填强酸性阳树脂，用于硬水软化或纯水制备,工业无碘盐再生。
2. 软化器：装填强酸性阳树脂，用于硬水软化或纯水制备、湿法冶金，制糖、制药及味精行业，工业无碘盐再生。
3．阳离子交换器：装填强酸或弱酸性阳树脂，用于纯水或物料脱盐、脱碱、废水处理、贵金属回收及生物提纯。
4．阴离子交换器：装填强碱或弱碱性阴树脂，用于纯水或物料脱盐、抗生素分离、放射元素提炼及生化品分离。
5．混合离子交换器：装填强碱性阳树脂与强碱性阴树脂，按1:2比例均衡混合，用于制备高纯水或超纯水。
6．抛光床交换器：装填非再生型电子级混床树脂，适用于混床后超纯水二次制水，电阻率≥18.2MΩ绝对纯水。
三、主要技术参数
工作压力：0.05MPa～0.6MPa；
工作温度：5℃～40℃（特殊温度可定做）；
单机流量：0.5m3/h～200m3/h；
过滤速度：10m3/h～55m3/h；
产品规格：Φ150～Φ2500×H2000～6000mm；
再生方式：顺流、逆流、同时再生；
再生流速：4-25m/hr；
再生剂浓度：4-6%；
再生剂用量:2-4倍的树脂体积；
再生清冼：产品水冲洗呈中性结束；
操作方式：手动或自动阀门控制；
交换器材质：FRP、304、316L、Q235衬胶或涂环氧。
离子交换柱的原理 采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除，以氯化钠（NaCl）代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达： 1、阳离子交换树脂：R—H+Na+→R-Na+H+ 2、阴离子交换树脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+ 阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成： RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O 由此可看出，水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物只有H2O，故达到了去除水中盐的作用。 3、混合离子交换柱（混床）：混床是装阳、阴树脂按一定比例（一般为1:2,以便阳、阴树脂同时达到交换终点而同时再生）装入混合柱而成，实际上它组合成了水中的H+和OH-立即生成电离度很小的水分子（H2O）,几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象，故可以使交换反应进行得十分彻底，因而混合床的出水水质优于阳、阴床串联组成的复床所能达到的水质，能制取纯度相当高的成品水。
工作原理就是离子的交换。运行时：阳树脂(H-R)+(M+)-->：(M-R)+(H+)阴树脂(OH-R)+(X-)-->：(X-R)+(OH-)其中M+为金属离子，X-为阴离子。再生过程为其逆过程。离子交换器的失效控制离子交换除盐水处理最简单的流程为 阳床-阴床 组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制，即每套一级复床除盐系统包括 阳床、（除碳器）、阴床各一台，在离子交换除盐运行过程中，无论是阳床还是阴床先失效，都是同时再生；还有的一级复床除盐系统采用母管制，即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的，哪一台交换器失效就再生哪一台。1 检测和控制原理强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ；由此可知，水中金属离子Na+被吸附的能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，H+.最后被其他阳离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的Na+；因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为（A代表金属阳离子,R为树脂基团）：An+ +nRH=RnA+n H+HCO3- + H+ =H2O+CO2↑强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-.被其他阴离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的HSiO3-；因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为（B代表酸根阴离子，R为树脂基团）：Bm- +mROH=RmB+mOH-2 控制点和控制方法由于母管制系统包含了单元制系统,而且它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、降低酸碱消耗等优点，我们在研究中主要讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例，该系统为母管制水处理系统，系统的结构为：砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床- 一阴-二阴-混床-精滤-纯水罐，系统产水能力为5 t/h，在系统的失效控制研究中，我们提出单元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系统的优点对系统进行失效控制。（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。
