一级复床除盐

水只一次顺序通过H型和OH型离子交换树脂进行除盐，称为一级复床除盐，典型的一级复床除盐系统，它包括强酸性H离子（阳床），除碳器和强碱性OH^-离子交换器（阴床）。交换器一般采用固定床，再生方式可选用顺流式或对流式。系统多为单元式，也有母管式的。如图5-5所示.

图5-5 一级复床除盐系统

      1  强酸性H型交换器  2   除碳器 3   强碱性OH型交换器

      一、原理

      进入除盐系统的原水中，常含有Ca^2＋、Mg^2＋、Na^2＋等阳离子和SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-等阴离子，以及弱酸H₂CO₃和H₂SiO₃。当此水通过强酸H型树脂层时，水中各种阳离子均被树脂吸着，树脂上的H^＋被置换到水中。其反应可用下式综合表示，

                Mg      （HCO₃）₂            Ca        (HCO₃)₂

      R(SO₃H)₂ + Ca      SO₄      → R(SO₃)₂     Mg + H₂   SO₄

                Na₂      Cl₂                 Na₂        Cl₂

  所以，此H型交换器的出水呈酸性，其中含有和进水中阴离子相应的H₂SO₄和HCl等强酸，以及H₂CO₃和HSiO₄等弱酸。这种含有CO₂和其他无机酸的水，先经除碳器除去CO₂（其残留量可达5mg/L以下），之后，通过强碱性OH型树脂时，水中各种阴离子均被树脂吸着，树脂上的OH^-被置换到水中，与水中的H^＋结合成水。

      通过一级复床除盐的出水水质：硅酸达0.1mg/L SiO₂以下，电导率达5uS/cm以下。

      二、除碳器的运行

      除碳器有鼓风式和真空式两种。前者只能除去二氧化碳；后者不仅能除去二氧化碳，还可以除去氧气等各种溶解气体。目前采用比较广泛的是鼓风式除碳器。

      鼓风式除碳器的结构为圆柱型塔式结构，由配水装置、填料层（拉希环、多面空心塑料球、波纹板等）和鼓风装置（脱碳风机）所组成。水从上部进入塔体，由配水装置均匀地喷淋在填料表面形成水膜，经填料层与空气接触后，流入下部集水箱（中间水箱）。空气由鼓风机从塔底鼓入，与水中析出的二氧化碳一起从顶部排出。

      水通过鼓风机除碳，一般可将CO₂含量降至5mg/L以下。

      2、真空式除碳器

      真空式除碳器是利用真空泵或喷射器从除碳器的上部抽真空，使水在常温下呈沸腾状态以除去气体。

      水由上部进入塔体，经喷水装置后，在整个截面上喷成雾状，再经填料层后呈水膜状向下流动；所释放的气体则通过顶部真空管路抽出塔外。真空式除碳器的淋洗密度一般为40～60m³/(m³·h)。