2号站娱乐-登录首页去除对象：水中呈离子态的成分、选择性去除重金属。离子交换是一类特殊的固体吸附过程，能够从电解质溶液中吸取某中阳离子或阴离子，而把本身所含另外一种带相同电荷的离子等当量交换下来释放到水中。离子交换剂包括：无机离子交换剂、磺化煤和有机离子交换剂。无机离子交换剂主要为弱酸性阳离子交换剂，其中一部分是弱碱性阴离子交换剂，天然无机离子交换剂最常见有沸石和绿砂两类物质。磺化煤一般是通过发烟硫酸对褐煤、无烟煤等进行磺化处理而合成的。磺化煤的交换容量约为合成树脂交换剂的1/3到1/4。有机合成离子交换树脂的结构离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。分为两部分：一部分为离子交换树脂的骨架，它是高分子化合物的基体；另一部分是带有可交换离子的活性基团，它化合在高分子骨架上，提供可交换的离有机合成离子交换树脂的分类（1）按活性基团性质分类：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂；（2）按结构特征分类：凝胶型树脂、大孔型和均孔型树离子交换树脂的命名根据国家标准《离子交换树脂产品分类、命名及型号》（GB1631－79）制定。（1）名称；（2）型号几类常见的离子交换树脂（1）阳离子交换树脂：苯乙烯磺酸型；苯酚磺酸型；丙烯酸系羧酸型（2）阴离子交换树脂：季胺型；弱碱型离子交换树脂的物理性质（1）外观颜色苯乙烯系呈黄色；凝胶型树脂呈透明或半透明状态；大孔型树脂呈不透明状态。形状球形，圆球率应达90％以上。（2）粒度树脂粒度一般用有效粒径和均一系数表示，树脂的粒径通常在0.3～1.2mm范围。）交联度是指交联剂在离子交换树脂内的重量百分含量，水处理过程中的交联度7％～10％为宜。（4）密度1）湿真密度指在单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态离子交换树脂的质量，单位是g/mL或kg/L一般湿线）湿视密度指单位视体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质量，单位是g/mL或kg/L。（5）含水率是指在水中充分膨胀的湿树脂中所含水分的百分数；含水率可以反映离子交换树脂的交联度和网眼中的孔隙率，一般树脂的含水率在40％～60％之间。（6）溶胀性和转型体积改变率将干的离子交换树脂浸入水中时，其体积会膨胀的现象称为溶胀。当树脂由一种离子型转为另一种离子型时，其体积就会发生改变，此时树脂体积改变的百分数称为树脂转型体积改变率。（7）耐磨性一般情况下，树脂每年的耗损应不超过3％～7％。离子交换树脂的化学性质（1）酸碱性各种类型树脂有效pH值范围（2）选择性离子交换树脂对各种离子具有不同的亲和力，可以优先交换溶液中某种离子，这种现象为……原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换：Fe树脂类型强酸性弱酸性强碱性弱碱性有效pH值范围1~145~141~12（3）交换容量一定数量的离子交换树脂所具有的可交换离子的数量1）全交换容量指一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量；2）工作交换容量指树脂在给定工作条件下实际的交换能力。实际工作条件下的交换容量为全交换容量的60－70％。）热稳定性弱酸性＞强酸性＞弱碱性＞型强碱性＞型强碱性•阳离子交换树脂，可解离部分阳离子(H+或金属离子)•阴离子交换树脂，可解离部分阴离子（OH－或酸根）2）按活性基团的解离常数大小:强酸性阳离子交换树脂；弱酸性阳离子交换树脂；强碱性阴离子交换树脂；弱碱性阴离子交换树脂。•3）按结构特征•凝胶型、大孔型与等孔型主要掌握：阳离子交换树脂或磺化煤：软化、脱碱；第10页/共50页离子交换中的等当量性、可逆性、选择性是进行水质软化的基本设计依据。第11页/共50页2.12.1离子交换反应离子交换反应离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液接触的界面间相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液接触的界面间发生的发生的。。离子交换反应强型树脂的交换反应弱型树脂的交换反应非中性盐的分解反应强酸或强碱的中和反应复分解反应中和反应复分解反应中性盐分解反应RSO3H+NaOH=RSO3Na+H2OR(SO3Na)2+NaOH=RCOONa+H2OR-SO3H十NaCl=RSO3Na+HCLR(NCl)2+CaCl2=R(COO)2Ca+2NaCl第12页/共50页2.2与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系，同时也受离子浓度和温度的影响。的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。7、双层床除盐第14页/共50页强酸——脱气——强碱系统：该系统适用于制取脱盐水。含盐量丌大于500mg／L的原水经处理后，出水电阻率可达到0.1xl0.cm以上，电导率5μS/cm以下，硅含量在0.1mg／L以第15页/共50页除二氧化碳器放在阴床之前是为了减轻阴床负荷。水量小和进水碱度低的小型除盐装置可以省去除二氧化碳器。强碱阴床设置在强酸阳床之后的原因在于；1．若进水先通过阴床，容易生成CaCO3、Mg（OH)2沉积在树脂层内，使强碱树脂交换容量降低。2．阴床在酸性介质中易于进行离子交换，若进水先经过阴床，更不利于去除硅酸，因为强碱树脂对硅酸盐的吸附要比对硅酸的吸附差得很3．强酸树脂抗有机物污染的能力胜过强碱树脂。4．若原水先通过阴床，本应由除二氧化碳器去除的碳酸，都要由阴床承担，从而增加了再生剂耗用量。第16页/共50页3.2固定床的工作过程：•交换带形成阶段•交换带下为保证一定的水质：应有一个保护层交换带高度交换带影响因素：水流速度、树脂大小、原水水质第17页/共50页3.3工作交换容量在给定工作条件下的实际交换能力。P1：再生完毕，软化开始前残存硬度离子所占的百分数P2（工作交换容量）P1+P2+P3＝100影响因素：再生程度、软化时的流速、原水水质P3：软化结束时，树脂层中交换不到部分所占的百分数。第18页/共50页3.4钠床除盐就是利用阳离子交换树脂中的Na+离子把水中所含的钙、镁离子交换出来，这一过程成为水的软化，所得的水称为软化水。第19页/共50页3.5树脂的再生ROH型：用NaOH再生。第20页/共50页3.5.1顺流再生离子交换器第21页/共50页3.5.2顺流再生离子交换器的运行反洗的目的：1）松动树脂层；2）清除树脂上层中的悬浮物碎粒；反洗到排水不浑为止，一般需10～15min。置换：使水按再生液流过树脂的流程及流速通过交换器；置换的目的：使树脂层中仍有再生能力的再生液和其他部位残存的再生液得以充分利用。正洗的流速约为10～15m/h第22页/共50页3.5.3逆流再生离子交换器的结构第23页/共50页4逆流再生离子交换器的运行逆流再生操作步骤：（为何需顶压，顺流时是否需顶压）逆向冲洗（软化水，流速5～7m/h）正洗为何需软化水逆向冲洗：逆流再生要用软化水清洗，否则底层已再生好 的树脂在清洗过程中又被消耗，导致出水质量 下降，失去了逆流再生的特点。 第24页/共50页 冲洗压脂层 流速5-10m/h 历时10-15min 流速5- 7m/h 流速5-7m/h 维持空气压 力30-50kPa 流速10- 15m/h 第25页/共50页 增加压脂层厚度：一般压脂层厚20cm，再生速度小于7m/h，不需任何顶压设备，可保证树脂层固定密实，再生效果与有顶压设备相同 第26页/共50页 4）与顺流再生相比，逆流再生工艺具有对水质适应性强、出水水质好、再生剂比耗低、自用水率低等优点。 第27页/共50页 阴阳离子交换树脂装填在同一个交换器内，再生时使之分层再生，使用时 先将其均匀混合，这种阴、阳树脂混 合在一起的离子交换器称为混合床。 第28页/共50页 1原理与特点由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触。好像 有许多阳床和阴床串联一起，构成无数微型复床， 反复进行多次脱盐，因而出水纯度高，其电阻率达 到5～10 10 cm第29页/共50页 混床主要优点是： a.出水水质纯度高。 混床离子交换可以把水中含有的离子几乎全部去除，出水 盐量在10mg／L以下。对需高纯水的场合，混合床可满足水质需求标准，一般不需考虑其它技术。 b.工作条件变化时对出水水质影响较小，且工作周期较长。 混床开始运行时有2~3min出水的电导率较高，然后急剧降 0.5μscm-1以下，这是因为床内残留的微量酸、碱和盐很快地被阳、阴树脂吸收掉。另外，快速正洗是混合床的一大 特点，再生总时间比双层床少，相应地工作周期长，而且原 第30页/共50页 混床的主要缺点是： 树脂层工作交换容量的利用率低，再生剂利用率低；再生时阳、阴树脂很难彻底分层，特别 是当有部分阳树脂混杂在阴树脂层内时，这部分 阳树脂在碱液再生阴树脂时转为钠型，造成运行 以后的Na 泄漏，即所谓的交叉污染；混床对有机物污染很敏感，污染后很快出现出水质量降低、 正洗时间延长和工作容量减少。 泄漏，近年来发展了三层混床新技术。此法即在普通混合床 中另装填一层厚约10～15cm的惰性树脂，其 密度介于阴、阳树脂之间，其颗粒大小也能保证 在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。实践表明，三 层混床水质优于普通混床，出水Na 的含量不大于0.1μg／L。 第31页/共50页 3.6.2 装置： 混床交换器里，阴树脂的体积一 般是阳树脂的2倍。其再生过程巧妙 地利用了阳、阴树脂湿真比重的差异这 一性质。混床在反洗时阳树脂(比重 1.23～1.27g／ml)会逐渐下沉到阴树 脂(比重1.06～1.11g／mL)的下面，反 洗完毕阴阳树脂自动分成为两层。在 两层交界处装了一个再生排水系统， 再生碱液从上面进入交换器，由中间 排水系统排出；再生的酸液由下部进 入交换器，也由这个排水系统排出。 每层树脂分别再生完毕后，最后从树 脂层底部的压缩空气管进压缩空气， 把两种树脂均匀混合成为交换层。

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