水處理方法與原理之去離子法

去離子(Deionization)的目的是將溶解于水中的無(wú)機離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹(shù)脂的原理。在這里使用兩種樹(shù)脂-陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與陰離子交換樹(shù)脂。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂利用氫離子(H+)來(lái)交換陽(yáng)離子;而陰離子交換樹(shù)脂則利用氫氧根離子(OH-)來(lái)交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水，其反應方程式如下:

M^+x+xH^-Re→M^-M^-Re_x+xH⁺¹

A^-z+zOH^-Re→A^-Re_z+zOH^-1

上式中的的M^+x表陽(yáng)離子，x表電價(jià)數，M^+x陽(yáng)離子與陽(yáng)離子樹(shù)脂上H^-Re的氫離子交換，A^-z則表陰離子，z表電價(jià)數，A^-z與陰離子交換樹(shù)脂結合后，釋放出OH^-離子。H⁺離子與OH^-離子結合后即成中性的水。

這些樹(shù)脂之吸附能力耗盡之后也需要再還原，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂需要強酸來(lái)還原;相反的，陰離子則需要強堿來(lái)還原。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對各種陽(yáng)離子的吸附力有所差異，它們的強弱程度及相對關(guān)系如下:

　　Ba²⁺>Pb²⁺>Sr²⁺>Ca²⁺>Ni²⁺>Cd²⁺>CU²⁺>Co²⁺>Zn²⁺>Mg²⁺>Ag¹⁺>Cs¹⁺>K¹⁺>NH4¹⁺>Na¹⁺>H¹⁺

陰離子交換樹(shù)脂與各陰離子的親合力強度如下:

　　S0^2-₄₊>I^->NO^3->NO^2->Cl^->HCO^3->OH^->F^-

如果陰離子交換樹(shù)脂消耗殆盡而沒(méi)有還原，則吸附力最弱的氟就會(huì )逐漸出現在透析用水中，造成軟骨病，骨質(zhì)疏松癥及其它骨病變;如果陽(yáng)離子交換樹(shù)脂消耗盡了，氫離子也會(huì )出現在透析用水之中，造成水質(zhì)酸性的增加，所以去離子功能是否有效，需要時(shí)常監視。一般是靠水質(zhì)的電阻系數(resistivity)或傳導度(conductivity)來(lái)判斷。去離子法所使用的離子交換樹(shù)脂同樣也會(huì )造成細菌的繁殖引起菌血癥，這是值得注意的一點(diǎn)。