一、混床的基本概念

    混床，顧名自義，就是混合離子交換床，是混合離子交換床的簡稱（ME），是針對離子交換技術(shù)所設計的設備。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換床中，對流體中的離子進行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內(nèi)陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內(nèi)同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內(nèi)進行，再生時樹脂不移出設備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬設備少，產(chǎn)水好、操作簡便等特點。 

二、混床的主要性能

    混床離子交換是一種特殊的固體吸附過程，它是在離子交換劑的電解質(zhì)溶液中進行的。一般的離子交換劑是一種不溶于水的固體顆粒狀物質(zhì)，即離子交換樹脂。它能夠從電解質(zhì)溶液中吸取某種陽離子或者陰離子，而把自身所含的另外一種帶相同電荷符號的離子等量地換出來，并釋放到溶液中去，這就是所謂的離子交換。按照所交換離子的種類，離子交換劑可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類。

    混床為深度脫鹽設備，用于制造高純水，產(chǎn)水電阻率可達10-18MΩ/CM(25C)以上。混床分為單床、雙床、拋光床，雙床可一用一備(不影響生產(chǎn)用水的連續(xù)性）；也可串聯(lián)使用，以提高產(chǎn)水水質(zhì)，有效利用樹脂的交換容量。當生產(chǎn)用水量大時，可并聯(lián)使用，運行相當靈活、方便，出水電導率由高精度電阻率儀監(jiān)控。 

    混床的再生系統(tǒng)為環(huán)保型再生系統(tǒng)。高濃度酸堿通過射流器與進水按一定的比例配制成再生溶液進行再生，不需要酸堿泵及酸堿配制儲罐，防止酸霧對環(huán)境的污染。
 
    離子交換混床系統(tǒng)以過濾、吸附、離子交換、消毒等水質(zhì)凈化單元設備為主體，加上各種相應的輔助設備和材料，組成滿足各種用水要求的成套設備。處理水質(zhì)要求從簡單的除鹽水到十分嚴格的超純水都能適應，單套處理能力從0.5m3/h到250m3/h，可滿足幾乎所有行業(yè)的用水要求。用戶遍布全國各地及海外，水源條件千變?nèi)f化，應用范圍包括發(fā)電、電子元器件、化工、日用化工、醫(yī)藥、食品、金屬表面處理等各種行業(yè)，用戶普遍反映質(zhì)量穩(wěn)定，信譽良好。

三、混床的工作原理

    按交換情能，混床分為H/OH型混床和Na/OH型混床。
    1、H/OH型混床交換原理：當內(nèi)冷水經(jīng)過H/OH型混床時，水中的陽離子Ca2+ 、Mg2+、Cu2+與樹脂中的交換基團H+進行交換
    2、Na/OH型混床交換原理：當內(nèi)冷水經(jīng)過Na/OH型混床時，水中的陽離子Ca2+、Mg2+、Cu2+和陰離子Cl－與樹脂中的交換基團Na+和OH－進行交換。 
    在系統(tǒng)運行時，監(jiān)測內(nèi)冷水的pH值和電導率，根據(jù)指標的變化來調(diào)整控制2臺混床的處理水量。當內(nèi)冷水的pH值偏低（低于7.0）時，可投運Na/OH型混床，Na＋從RNa型樹脂中泄漏出來，相當于產(chǎn)生了少量的NaOH，內(nèi)冷水pH值得以提高。隨著Na＋的泄漏，冷卻水電導率逐漸升高。當Na＋泄漏量較大，電導率達到一定指標時，關(guān)閉或減小Na/OH型混床流量，同時投運H/OH型混床，吸收水中的Na＋，此時內(nèi)冷水的pH值會適當降低，電導率也隨之降低。當pH值低到一定值時，再增大Na/OH型混床流量或減小甚至關(guān)閉H/OH型混床，如此反復操作以達到內(nèi)冷水的各項指標均合格。 

四、混床的純水制備工藝 

    確將陰陽樹脂按一定比例均勻混合裝在一個交換器里。為了便于混合床中陽、陰樹脂的分層，混合床中陰、陽樹脂的濕真密度應大于15％~20％，混合床中陰、陽樹脂裝填比例的原則是陰、陽樹脂同時失效，當進水水質(zhì)不同時，其比例要隨之調(diào)整。對于鍋爐給水處理的混合床，常用的樹脂體積比為： 陰樹脂:陽樹脂=2:1；對于凝結(jié)水處理的混合床，由于進水中有大量氨存在，其陰樹脂:陽樹脂=1:2。混合床的工作過程由反洗分層、再生、樹脂混合、正洗、交換運行等操作驟組成。
    1.混床的反洗分層
    反洗分層是混合床運行操作中的重要步驟之一。即向經(jīng)反洗預分離的樹脂內(nèi)加入介于兩種樹脂之間的溶液（如NaCI和NaOH溶液），使小于溶液密度的各種大小顆粒的陰樹脂浮起，而使大于溶液密度的各種大小顆粒的陽樹脂沉于底部。
    2.混床的再生
    再生有三種方法。
    A、 酸、堿分別流經(jīng)陽、陰樹脂層的兩步法再生。(a)反洗分層后，從上部送入NaOH再生液再生陰樹脂，廢液從陰、陽樹脂分界處的排液管排出，為防止堿液污染陽樹脂，在再生同時，由底部通入清洗水通過陽樹脂由中間排液管排出；(b)從下部通入再生陽樹脂用的酸液，廢液同樣由分界處排液管排出，同樣為防止酸液污染陰樹脂，由上部送入清洗水通過陰樹脂層由中間排液管排出；(c)用除鹽水分別由底部和上部送入，自下而上清洗陽樹脂層至排水酸度降至0.5mmol/L以下為止，由上而下清洗陰樹脂層至排水OH-堿度降到0.5mmol/L為止。
    B、酸、堿同時流經(jīng)陽、陰樹脂層體內(nèi)再生(a)樹脂反洗分層后，再生時，由交換器上下同時送入再生用的堿液和酸液，分別流經(jīng)陰、陽樹脂層后，由中間排液裝置同時排出；(b)清洗水亦同樣由交換器上下送入，分別流經(jīng)陰、陽樹脂層后，由中間排水裝置同時排出。
    C、陰陽樹脂移出體外再生：陰陽樹脂移出體外再生法是將陰樹脂移出混合床至的陰樹脂再生罐，然后送入再生液進行再生。混合床再生劑比耗，陽樹脂一般為理論量的2倍，陰樹脂為理論量的3倍。
    3.陰、陽樹脂的混合
    樹脂混合時，先使交換器中的水高出樹脂層表面100~200mm，再通入潔凈的壓縮空氣，使分層的樹脂重新混合均勻，立即快速排水，迫使整個樹脂層迅速下落，以免陰、陽樹脂由于密度不同而在緩慢下沉時再次分層。
    4.正洗
    混合后的樹脂層要用除鹽水以10~20m/h的流速進行正洗，直至出水的電導率和硅酸含量合格時再投入運行。
    5.交換運行
    混合床的交換運行一般在較高的流速(一般為50~100m/h)下進行。

五、混床的優(yōu)缺點 
    1、混床的優(yōu)點：出水水質(zhì)優(yōu)良和出水水質(zhì)穩(wěn)定；間斷運行對出水水質(zhì)的影響較小；交換終點明顯 ，利于監(jiān)督和實現(xiàn)自動控制；設備比復床少，布置集中。
    2、其混床缺點：樹脂交換容量的利用率低；樹脂損耗率大；對有機物污染敏感；再生操作復雜，且需時間長等。
 
六、混床的用途與規(guī)范

    混床是為配合特殊行業(yè)用高純度的用水而設計的離子交換純水處理設備，如電子、半導體、液晶、光學清洗、醫(yī)療、制藥、電泳涂裝等到行業(yè)都要用到高要求的超純水，而一般復床式純水機出水質(zhì)量難以達到指標，但特別設計混合型高純水機系列產(chǎn)品就能達到很好的效果。由于通過混合離子交換后進入水中的氯離子與氫氧離子立即生成電離度很低的水分子，混床樹脂在交換過程中，由于是處于均勻混合狀態(tài)，交錯排列，互相接角，可以看作是許多的陰陽離子交換樹脂而組成的多級雙床純水機，可相當于1000-2000級雙床。因為是均勻混合，陰、陽離子的交換反應幾乎是同時進行的，所產(chǎn)生H+，OH-隨即合成H2O，交換反應進行得很*，因而混合床的出水水質(zhì)優(yōu)于雙床式純水機多臺串聯(lián)所能達到的水質(zhì)，能制取純度相當高的純水。

關(guān)鍵詞：混床，拋光混床，全自動混床，純水設備，離子交換