離子交換技術

離子交換樹脂

淺談離子交換樹脂技術

離子交換樹脂一種利用固定的高分子化合物來達成離子交換的物質。它可以吸附水中的陰陽離子,並釋放出相對的離子,從而達到除鹽、軟化或淨化的目的 。

how IER work principle

離子交換樹脂(Ion Exchange Resin)分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂,前者可以吸附水中的陽離子並釋放出氫離子,後者可以吸附水中的陰離子並釋放出氫氧根離子。這兩種樹脂還可以根據官能基的強弱分為強酸性、弱酸性、強鹼性和弱鹼性。不同類型的樹脂有不同的交換能力和再生條件。

雖離子交換樹脂上的官能基可去除進水 (Feed Water) 中的離子,但容易隨著官能基的飽和而使得去除效率降低,導致水質產生起伏、水質劣化等缺點。此外,離子交換樹脂本身也是有機物質,使用時會受到氧化分解、機械性破裂、崩解而造成有機物質的溶出。甚至,極性高的有機物質會被吸附到離子交換樹脂的表面上,使離子交換樹脂很容易受到有機物質的污染(Fouling)。而有些微生物由於表面帶有負電,也會被離子交換樹脂所吸附,樹脂表面因而成為微生物的繁殖場地,造成純水的污染。同時,微生物所產生的代謝產物也會成為有機物質的污染來源。這些都是使用離子交換樹脂時可能會引發水質劣化的因素,不可不予以重視。

IER total capacity

離子交換樹脂應用說明

離子交換技術廣泛應用於食品飲料業、濕法冶金、金屬加工、化工及石油化工、製藥、製糖和甜味劑、地下水和飲用水、核子工業、軟化及工業用水、半導體、電力工程,以及許多其他行業。 最常見的應用是製備高純度水的電力工程、電子業和核子工業,使用不溶於水的聚合物或礦物作為離子交換之技術廣泛應用於硬水軟化、水淨化等

離子交換樹脂維護保養注意事項:

  • 純化 (交換) 容量有一定的限制、水質會產生起伏。
  • 樹脂會造成有機物的溶出。
  • 樹脂表面會有微生物的增殖。
  • 樹脂的崩解碎片會造成水中微顆粒的增加。
  • 樹脂的再生過程繁複,需具專業技術使得操作。
  • 樹脂再生時會產生化學藥品 (強酸、強鹼) 的廢液污染,應設置對應的廢水處理設施
離子交換樹脂在放大鏡的影像
離子交換樹脂實際應用與設備

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