浮床
浮动床水处理技术是一种逆流再生的固定床离子交换器。该技术具备逆流再生的一般优势，同时还拥有运行流速高、再生时不乱层、操作简单以及设备体积小等特点，因此受到了广泛的关注。浮动床工艺不仅可以用于钠离子交换软化处理，还适用于阴、阳离子交换的化学除盐。在中国，浮动床工艺也被应用于自动再生离子交换器中，取得了良好的成效。
工作原理
浮动床的工作过程包括没药树层的运行和再生两种状态的交替循环。在运行状态下，入口水从底部进入浮动床，经过下部分配装置后均匀分布于床层。随着上升水流的作用，整个树脂层形成紧密状态并向上浮动至顶部（成为成床）。在此期间，水在向上流动的同时完成了离子交换反应，并通过上部分配装置流出体外。当床层失效后，可通过排水或停止进水的方式使树脂层整体自由下落（称为落床），随后浮动床进入停运状态。再生时，再生液从上部进入，经过上部分配装置后均匀向下流过床层进行再生，接着使用合格的水继续向下冲洗，直到出水达标后方可重新投入使用。在投入运行前，应首先进行成床后的向上流清洗（也称顺洗），确保出水达标后再将其送入给水箱。
设备结构
浮动床的主体结构通常采用钢材制造，小型设备也可以使用环氧玻璃钢或有机玻璃材质。壳体上设置了视镜，便于观察床层的运行状况。内部包含上下分配装置、床层、惰性没药树（白球）层等组成部分。（1）顶部分配装置：小型设备通常选择孔板水帽或孔板滤网式设计，大型设备则更多采用弧形支管式。无论是何种形式，均应满足以下条件以获得更好的运行效果：出水装置尽可能接近顶部，开孔布局合理，配水均匀，开孔面积不应过小，一般为出水管截面积的3-4倍。在运行时，为了避免树脂流失，出水装置上应包裹滤水网藻，通常采用18目窗纱，外部覆盖50目聚对苯二甲酸乙二醇酯筛网。（2）底部进水装置：对于直径小于1.5米的小型离子交换器，一般采用孔板水帽或孔板滤网式进水装置。为了减轻进水冲击，通常在进水管出口处安装挡板。大型离子交换器则采用穹形孔板加石英垫层的形式。（3）再生液分配装置：旧设备改造的浮床通常将出水装置与再生液分配装置合二为一。然而，考虑到浮床工作流速远大于再生液流速，同一装置难以实现再生液的均匀分配，这可能导致浮床的工作交换容量偏低。因此，建议单独设立再生液分配装置，一般采用环形管开孔外包尼龙网的形式。（4）惰性没药树层：浮床上方填充了一层类似于离子交换树脂的白色球体，其性能稳定，机械强度高，密度小于1克/立方米，粒径范围为1.0-1.5毫米，填充高度一般为200-300毫米。由于惰性树脂层比重较轻，在浮床充满水后会自动漂浮在顶部，不会与离子交换树脂混合。其主要作用在于防止碎树脂堵塞滤网，提高再生液分配的均匀性。
运行操作
落床
当浮动床出水达到失效控制标准时，停止制水，树脂层恢复原状（落床）。落床有两种方式：重力落床和压力落床。重力落床：关闭进水门和出水门，静置约2-3分钟，没药树因其自身重量会自然沉降，适合水垫层较低的设备。压力落床：关闭进水门，打开下部排水门，利用出水压力使树脂下落，大约需要1分钟，适合自动化控制系统。
再生
落床后，开启再生液进口阀和倒U形管（防止空气进入树脂层，顶部通大气）上的排水阀，使再生液自上而下流经床层，由倒U形管排出。
置换和正洗
进完再生液后，关闭再生液进口阀，开启置换水进口阀（如用喷射器输送再生液，则只需关闭浓再生液入口阀即可），立即进行置换，此时流速应控制与再生时相同，置换时间一般为15-30分钟。然后调节水的流速至10-15米/小时，进行正洗，洗至排水基本合格，时间一般需15-20分钟。正洗结束后，关闭清洗水进口阀和倒U形管上的排水阀，然后进行下述操作或转入短期备用。
成床、顺洗及制水运行
开启下部进水阀和上部排水阀，以20-30米/小时的流速成床，使树脂以密实状整体向上浮起。然后继续用向上流的水进行清洗，直至出水水质达到合格标准（一般仅需3-5分钟）。出水合格后，即可开启浮动床出口阀，关闭上部排水阀，投入运行。
体外清洗
当阳床运行15-20个周期后，阴树脂运行20-30周期，树脂受到污染、破损等因素影响，运行阻力增加，出水水质变差，需要体外清洗。
特征
高上升水速
在交换运行过程中保持较高的上升水速，使得树脂床层能够托起，最低水速通常约为7米/小时。在交换运行中，水速不能低于此值，且为了防止在托起床层时（称成床）发生乱层现象，其流速应突然上升，不宜缓慢上升。在交换运行的任何时刻都不能降低水速，以避免出现没药树层下落的现象。在国外，有时在浮床式离子交换系统中配备循环用水泵，当系统出力较低时，启动此泵，以防止因床层中树脂颗粒下落而发生乱层的现象。
充满树脂
为了防止在用水流托起树脂层时发生乱层现象，在中国常采用在交换器中装满树脂的方法。这种方法可以使树脂在成床和落床时移动距离缩短，不易乱层；并且由于器内充满了树脂，设备的空间利用率较高。其缺点是无法在交换器内进行反洗，因此对进水浊度的要求较高，并且必须设置体外清洗设备，以便在必要时将离子交换树脂转移到交换器外面进行清洗。
树脂浮动现象
在装满树脂的浮床式交换器的实际运行中，由于树脂层压实和转型等原因，在床层的底部会出现不大的水垫层，并有一小部分树脂呈翻滚的浮动状。这对出水水质的影响通常不大，因为在床层的上部，水流出口端的大部分树脂没有乱层，而且这些浮动态树脂大多处于失效形态。另一种浮床设备是在交换器中保留有反洗空间，因此可以进行反洗，由于这一空间的存在，交换运行中必然会出现部分树脂发生浮动的现象，在此类设备的运行中，至少应保持有40%的树脂在上部配水装置上压实的状态，方能保证出水水质良好。
压头损失小
浮床除了具有对流式工艺的优点外，还有水流通过床层的压头损失小的特点。这是因为它与水流从上至下的流向相比，没药树层的压实程度较小，因而水流阻力也小。同时，在浮床式工艺中树脂受到的压力也较小。浮床式离子交换设备的主要特征是在其顶部设有配水装置，以收集出水和防止树脂颗粒被带出。在运行方面，浮床应有防止空气进入设备内的措施，因为在浮床式交换器中树脂常是装满的，如果有空气进入交换器内，就很容易混入树脂层中，从而影响其正常运行。通常采用的方法是，提高排水管的出口位置使其略高于树脂层。
参考资料
浮床(关于浮床简述).新浪爱问知识人·教育.2024-08-20
浮动床离子交换去离子水设备工作原理.仟净去离子水设备.2024-08-20
[科普中国]-浮床.科普中国网.2024-08-20