离子交换理论与实践“，
水可以含有不同浓度的溶解盐，这些盐解离形成带电粒子，称为离子。这些离子是带正电的阳离子和带负电的阴离子，它们允许水或溶液传导电流，因此被称为电解质。电导率是衡量水纯度的标准，低电导率对应高纯度的状态。离子交换的过程是唯一适合去除离子从供水的原因有几个。首先，离子杂质可能以相当低的浓度存在。第二,现代离子交换树脂容量大，可优先去除不需要的离子。第三，现代离子交换树脂稳定且易于再生，因此可以重复使用。离子交换提供的其他优势是:(1)工艺和设备是经过验证的技术。设计很好地发展为预先设计的单元，坚固可靠，具有良好的应用;(2)全手动到全自动机组均可;的模型有很多离子交换系统在市场上保持成本竞争力;(4)在相当宽的范围内(从0°到35°C)，温度效应可以忽略不计;(5)该技术适用于小型和大型装置，从家庭用水
离子交换是一种众所周知的软化或脱盐水的方法。虽然软化在某些情况下可能有用，但最可能的应用是离子交换在废水处理中的应用是为了去矿化。许多离子交换材料容易受到有机物的污染。在进行离子交换之前，可能需要对二级出水进行处理以去除悬浮物和可能的可溶性有机物。许多天然材料，更重要的是，某些合成材料具有将水溶液中的离子交换为材料本身中的离子的能力。阳离子交换树脂例如，可以用氢离子取代溶液中的阳离子。同样的,阴离子交换树脂可以用羟基离子代替溶液中的阴离子，也可以吸收由阳离子交换处理产生的酸。这些阳离子交换和阴离子交换处理的组合结果
由于离子交换材料的交换能力是有限的，它们最终会耗尽，必须再生。的阳离子树脂用酸再生;的阴离子树脂用碱基重新生成。离子交换经济学中重要的考虑因素是再生所需化学物质的类型和数量。通常，要脱盐的水首先要通过一种需要强酸(通常是硫酸)进行再生的阳离子交换材料。交换材料称为强酸树脂。酸再生剂的量略大于化学计量量，可能超过100%或更多。如果硫酸是再生酸，则产生由被处理水中各种作用的硫酸盐组成的废盐水。因为部分处理过的水含有无机酸，通常是通过吸酸树脂或弱碱树脂。这种树脂可以用弱碱或强碱再生。这些树脂再生剂的使用效率相当高。如果氢氧化钠是再生碱，则产生由被处理水中各种阴离子的钠盐组成的废盐水。 Certain anionic materials are not removed by the weak-base resin and must be further treated with strong-base resin if thorough demineralization is desired. Regenerant usage by the strong-base resins is poorer than for the weak base resins. The reasons for applying this technology in the removal of mineral species should be quite apparent to those of you who work with applications involving heat exchange.水问题在冷却、加热、蒸汽产生和制造过程中，很大程度上是由溶解固体、溶解气体的种类和浓度引起的悬浮物在化妆水供应。表1列出了存在于许多供水系统中可通过脱矿去除的主要有害离子成分。防止冷却和沸水中的水垢和其他沉积物的最好方法是去除溶解的固体。而在市政方面水净化这种去除仅限于硬度的部分降低去除铁和锰，在工业领域水处理它通常会延伸得更远，可能包括complete去除硬度，还原或去除碱度，去除二氧化硅，甚至完全去除所有溶解的固体。
关注的构成 |
化学名称 |
合成的问题 |
硬度 |
钙和镁盐的形式为CaC02, Ca, Mg。 |
这是换热设备、锅炉、管道/输送管线等结垢的主要来源。容易与肥皂结块，也会干扰染色。 |
碱度 |
碳酸氢盐(HC03)、碳酸盐(C03)和水合物(OH)，表示为CaC03。 |
引起泡沫和固体带蒸汽。可引起锅炉钢的脆化。生物碳酸盐和碳酸盐在蒸汽中产生二氧化碳，这是腐蚀的来源。 |
关注的构成 |
化学名称 |
合成的问题 |
游离矿物酸 |
H2S04, HC1和其他酸，表示为CaCOj。 |
导致表面快速腐蚀和变质。 |
氯 |
ci - |
干扰镀银过程，增加TDS。 |
硫酸盐 |
(S04) = |
结果形成了硫酸钙垢。 |
铁和锰 |
Fe+2(亚铁)FeT3(铁)Mn+2 |
使水变色，并导致在水管、锅炉和其他热交换器中形成沉积物。可干扰染色、制革、造纸及各种工艺工作。 |
二氧化碳 |
二氧化碳 |
导致水管，特别是蒸汽和冷凝管道的腐蚀。 |
硅 |
系数 |
结果在锅炉和冷却中形成水垢水系统在高压锅炉(通常超过600 psi)中，由于二氧化硅汽化，会在涡轮叶片上产生不溶性水垢。 |
两个最常遇到的水问题——水垢形成和腐蚀——在冷却、加热和蒸汽产生系统中是常见的。硬度(钙和镁)、碱度、硫酸盐和二氧化硅都是热交换设备、锅炉和管道结垢的主要来源。锅炉和其他交换设备中形成的水垢或沉积物起着绝缘作用，阻碍了有效的传热并导致锅炉管金属过热引起的故障。游离的无机酸(硫酸盐和氯化物)会迅速腐蚀锅炉、加热器和其他金属容器和管道。碱性会引起锅炉钢的脆化，二氧化碳和氧气会引起腐蚀，主要是在蒸汽和冷凝管道中。劣质蒸汽会在汽轮机叶片上产生有害的盐和碱沉积;更难清除的是二氧化硅沉积物，即使蒸汽按普通标准是令人满意的，它也会在涡轮叶片上形成。当蒸汽压力超过600 psi时，锅炉水中的二氧化硅实际上会溶解在气态蒸汽中，然后在涡轮叶片上重新沉淀
在每一个冷却、加热和蒸汽发生装置的运行过程中，水的温度都会发生变化。当然，较高的温度会增加腐蚀速率和形成水垢的趋势。过程蒸汽锅炉和蒸发冷却设备中的蒸发增加了水的溶解固体浓度
除了锅炉内部金属形成水垢或腐蚀外，辅助设备也容易受到类似的损坏。如果处理化学品选择不当，试图防止锅炉内结垢可能会导致补线沉积。因此，向未软化的饲料水中添加正常磷酸盐会导致危险的情况，因为沉淀磷酸钙堵塞补线。硬脂酸钙或镁沉积形式的沉积物，也称为“浴缸环”，可以很容易地看到，是由钙或镁与负离子肥皂
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