Résines à lit mixte: le noyau de l'eau désionisée et ultra pure

Résines à lit mixte Sont populaires dans l'industrie du traitement de l'eau pour produire de l'eau ultra-pure et diverses autres applications. Les résines de cation et les résines d'anion sont placées dans un récipient dans un rapport spécifique et elles sont mélangées soigneusement pour enlever tous les ions dans l'eau. Cet article fournit un aperçu complet des résines à lit mixte, couvrant leur définition, leur structure, leur classification, leur processus de travail et de régénération, leurs caractéristiques et leur application.

Les résines à lit mixte font référence aux résines utilisées dans les systèmes à lit mixte. Dans ce système, les résines échangeuses de cations et les résines échangeuses d'anions sont mélangées dans des proportions spécifiques et elles travaillent ensemble pour éliminer efficacement les cations et les anions de l'eau, réalisant ainsi la désionisation. Ces résines sont largement utilisées dans la production d'eau ultrapure, en particulier dans des industries telles que l'électronique, les produits pharmaceutiques et l'alimentation et les boissons, où la qualité de l'eau est essentielle.

La structure des résines à lit mixte comprend principalement deux composants:

• Résines d'échange de cations: Généralement composées de polymères à base de polystyrène, les résines cationiques sont traitées avec des acides ou des bases pour former des sites d'échange d'ions actifs. Ces sites interagissent avec les cations dans l'eau (comme le Ca)^{2 +}, Mg^{2 +}, Na⁺), Permettant l'élimination des ions chargés positivement.
• Résines d'échange d'anions: De même fabriquées à partir de polymères à base de polystyrène, les résines anioniques subissent un traitement d'ionisation pour former des sites capables d'échanger des ions chargés négativement. Ces sites éliminent efficacement les anions de l'eau (tels que HCO)₃^-, AINSI₄^2-, Cl^-, Et non₃^–).

Le mélange uniforme de ces deux types de résine font la répétition de processus d'échange en mille fois pour produire l'eau pure de haute qualité.

Les résines à lit mixte peuvent être classées en différentes catégories en fonction des exigences de l'application et des types de résines:

• Échange acide fort de cation (SAC) et résines fortes d'échange d'anion de base (SBA): La combinaison la plus populaire et largement utilisée, ils peuvent éliminer efficacement une large gamme d'ions.
• Résines d'échange de cations acides faibles (WAC) et d'anions basiques faibles (WBA): Ils sont adaptés à des besoins spécifiques de traitement de l'eau, tels que l'élimination sélective de certaines matières organiques. Ils sont couramment utilisés dans les applications nécessitant un contrôle précis de la qualité de l'eau.

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Le principe de fonctionnement des résines à lit mixte est basé sur des réactions d'échange d'ions.

Comme l'eau brute pénètre dans le navire, et coule à travers le lit mixte. L'eau brute est constituée de positif (Ca)^{2 +}, Mg^{2 +}, Na⁺Et négatif (HCO)₃^-, AINSI₄^2-, Cl^–, NON₃^–) Les ions et les vaisseaux à lit mixte a cation (généralement avec H⁺ Ions) et anion (communément avec OH^- Ions) résines.

Tous les ions positifs dans l'eau brute sont remplacés par les résines de cation avec le H⁺ Forme et la libération H⁺ Ions.

Référence: R–H + Ca^{2 +} → R–Ca + H⁺

En même temps,

Tous les ions négatifs dans l'eau brute sont remplacés par les résines d'anions avec l'OH^- Forme et la libération H⁺ Ions.

R–OH + AUCUN₃^- → R–NO₃ + OH^-

De la même manière, l'anion, et les résines de cation libèrent OH^– Et H⁺ Les ions, et l'eau désionisée seront produits.

Au fil du temps, les résines à lit mixte perdent leur capacité d'échange d'ions et nécessitent une régénération périodique. Le processus de régénération comprend généralement les étapes suivantes:

• Rétro-lavage: Remonter les résines défaillantes pour les séparer en couche séparée de cations et d'anions en raison de la densité différente des résines de cations et d'anions. Les résines de cation ont une densité plus élevée et elles descendent au fond du navire pendant le contre-lavage tandis que les résines d'anion vont en amont au dessus du navire. Vous pouvez ajuster le flux de lavage à contre-courant correctement pour garantir le complètement séparé et en cas d'échapper en même temps. Supplémentaire, les débits devraient s'assurer que le lit mélangé ont assez d'espace d'expansion. Après le lavage à contre-courant, les résines de cation et d'anion ont besoin de quelques minutes pour se déposer dans des couches séparées jusqu'à ce qu'il y ait une ligne de séparation nette et plus aucun mélange croisé d'anion et de cations n'est visible.
• Régénérer l'injection: Choisissez le bon régénérant et régénérez les résines d'anion et de cation échouées. La soude caustique (NaOH) est un régénérant couramment utilisé pour les résines anioniques et le chlorure d'hydrogène (HCl) est le régénérant pour les résines cationiques. Injectez le NaOH du dessus du navire et se rassemblent du collecteur moyen. Et injectez le HCl au bas de la ligne et collecté à partir du collecteur du milieu. Habituellement, le temps d'injection doit être de 20 à 30 minutes jusqu'à ce que toutes les résines soient régénérées.
• Rinçage lent: Rincer continuellement le lit mélangé avec un débit d'eau propre pour déplacer les régénérants et éliminer les impuretés et les dépôts de l'eau pouvant s'accumuler sur la surface de la résine.
• Vidange: Avant de se produire le mélange d'air, vidangez l'eau dans le navire pour aider à mélanger complètement des résines de cation et d'anion.
• Mélange: Mélanger les résines de cations et d'anions avec de l'azote, de l'air frais ou d'autres flux d'air et le temps de mélange peut être de 5–15 minutes. Remplissez l'eau du haut du récipient et cela prendra quelques minutes. Pour éviter la perturbation du mélange des résines, vous pouvez utiliser de l'eau diluée NaOH dans les premières minutes.
• Rinçage rapide: C'est la dernière étape de la régénération, donc on l'appelle aussi le rinçage final. La résine est soigneusement rincée avec de l'eau désionisée pour s'assurer que tout régénérant résiduel est complètement éliminé, évitant ainsi la contamination de l'eau traitée. Après cela, les résines de cation et d'anion sont mélangées uniformément dans le récipient et restaurées à l'état d'origine et prêtes à servir.

• Efficacité élevée de désionisation: La combinaison des résines de cation et d'anion permet le retrait efficace des ions dans un court laps de temps, maintenant l'excellente représentation même dans des conditions de haut-charge.
• Forte adaptabilité: Les résines à lit mixte sont adaptables à une large gamme de conditions de qualité de l'eau et de débits, ce qui les rend adaptées à une large gamme d'applications industrielles.
• Conception d'économie de l'espace: En raison de leur capacité très efficace de désionisation, les systèmes de traitement à lit mélangé de résine sont typiquement compacts dans la taille, aidant des clients à économiser sur l'espace d'équipement et les coûts d'investissement.
• Pureté de l'eau élevée: Les résines à lit mélangé peuvent produire de l'eau désionisée ultrapure qui respecte ou dépasse les normes de l'industrie, garantissant la plus haute qualité d'eau pour les applications exigeantes.

Les résines à lit mixte sont utilisées dans diverses industries, notamment:

• Industrie électronique: Dans la fabrication de semi-conducteurs et d'autres processus de production électronique, les résines à lit mixte sont utilisées pour produire de l'eau ultrapure, garantissant la qualité et la fiabilité du produit.
• Industrie pharmaceutique: Les résines à lit mélangé sont utilisées dans la préparation et la purification de l'eau pour la production pharmaceutique, garantissant des normes de qualité de l'eau sûres et conformes aux exigences de la pharmacopée.
• Industrie des aliments et des boissons: Les résines à lit mixte éliminent les impuretés, les odeurs et les composés nocifs de l'eau utilisée dans la production de boissons, garantissant ainsi la qualité et la sécurité du produit final.
• Traitement des eaux usées industrielles: Les résines à lit mixte sont utilisées dans le traitement des eaux usées industrielles chargées d'ions, éliminant efficacement les ions et réduisant la pollution environnementale tout en facilitant la récupération des ressources.