水的离子交换处理VIP专享VIP免费

水的离子交换处理水的离子交换处理第一节离子交换除盐原理、水的离子交换除盐就是顺序用h型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成h+，用oh型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成oh-，进入水中的h+和oh-离子组成水分子h2o;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层，水中阳、阴离子几乎同时被h+和oh-离子所取代。这样，当水经过离子交换处理后，就可除尽水中各种的无机盐类。该工艺中发生的h离子交换反应和oh离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下：（1）氢离子交换反应式：（hco3）（hco3）2rh+ca（mg，na2）cl2→r2ca（mg，na2）+h2cl2so4so4再生反应式为：2hclcl2r2ca（mg，na2）+→2rh+ca（mg，na2）h2so4so4（2）氢氧根离子交换反应式为：so4so4cl2cl22roh+h2co3→r2（hco3）2+2h2osio3（hsio3）2再生反应式：so4so4cl2cl2r2（hco3）2+2naoh→2roh+na2co32-（hsio3）2sio3进入离子交换器的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。它是天然水中碱度的主要组成部分。当水经h离子交换后，碳酸氢盐转化成了碳酸，连同水中原来含有的碳酸，可用除碳器一起除去。这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。水中碳酸的平衡关系如下式所示：h＋+hco3-≒h2co3≒co2+h2o水中h＋浓度越大，平衡越易向右移动。当水的ph值低于4.3时，水中的碳酸几乎全部以游离的co2形式存在。水中游离的co2可以看作是溶解在水中的气体，它在水中的溶解度符合亨利定律，只要降低水面上co2的分压就可除去co2。除碳器就是利用这个原理除去co2的。第1页共7页第二节树脂层中的离子交换过程一、阳床工作特性阳床的作用是除去水中h＋离子以外的所有阳离子。当其运行出水钠离子浓度升高时，树脂失效，须进行再生。阳床运行时，水由上而下通过强酸性h型树脂层，因树脂层对各种阳离子的选择性不同，被吸着的离子在树脂层中产生分层，其分布状况如下图5-1所示。在运行过程中，ca＋、mg＋、na＋三层树脂层的高度均会不断向下扩展，直到树脂失效。实际上各层界面并不是很明显的，有程度不同的混层现象发生。（a）（b）图5-1逆流再生阳床树脂层态分布示意（a）运行至失效时；（b）再生后图5－2所示为阳床经再生投入运行后的出水特性。当阳床再生后冲洗时，出水中各种杂质的含量迅速下降，待出水水质达到一定标准（如含钠量≤100ug/l）时，就可投入运行，此后水质基本保持稳定。当运行一定程度时，如图5－2中b点，漏钠量增大，酸度降低，树脂进入失效状态。图5-2阳床出水特性阳床失效的监督最好采用钠度计（pna计），当阳床出水含钠量大于500ug/l时，说明阳床已经失效。二、阴床工作特性阴床中强碱性oh型交换树脂可以和水中除oh-离子外的各种阴离子进行交换，把它们从水中除去。由于树脂对离子的选择性不同，阴床运行中被吸着的离子也会发生分层，其分布状况如图5－3所示。（a）（b）图5-3逆流再生阴床树脂层态分布示意（a）运行至失效时；（b）再生后阴床运行时，一般出水ph值为7～9之间，sio2含量小于100ug/l，电导率小于10us/cm。因为阴床设在阳床的后面，所以阴床的出水水质受阳床出水水质的影响很大。阳床未失效时，阴床的出水特性如图5－4（a）所示。当运行通过水量到b点时，sio2含量上升，ph值下降，电导率先微降后再上升。电导率的变化是因为h＋和oh-要比其它离子易导电，当出水中这两种离第2页共7页子的总含量很小时，有一电导率最低点。在b点前由于oh－含量较大使水的电导率较大；在b点之后由于h＋含量增加而使水的电导率增大。图5-4阴床出水特性（a）阳床未失效时（b）阳床失效时阳床失效时，阴床的出水特性如图5－4（b）所示。阳床失效时漏钠量增大，这些钠离子通过阴床后转化成氢氧化钠，使阴床出水ph值迅速上升，连续测定阴床出水ph值，可以区分是阳床还是阴床失效。阴床失效的监督最好用sio2含量和电导率来判断，当然用出水ph值也可以进行分析判断。第三节树脂的再生原理树脂再生是离子交换水处理中很重要的一环。影响再生效果的因素很多，如再生方式，再生剂的种类、纯度、用量，再生液的浓度、流速、温度等。要取得好的再生效果，必须进行调整试验，确定最优的再生条件。1、再生方式再生方式按再生液流向与运行...