《水的离子交换处理》PPT课件

《《水的离子交换处理》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实质：不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆化学吸附。离子交换是可逆反应，其反应式可表达为：RHMRMH交换交换饱和树脂离子树脂在平衡状态下，树脂中及溶液中的反应物浓度符合下列关系式：[RM][H]K[RH][M]K值的大小能定量地反映离子交换剂对某两个固定离子交换选择性的大小。(一）离子交换剂的分类、组成及结构1、分类•按母体材质分为：无机和有机两大类。•按其他分类离子交换树脂的化学结构可分为不溶性树脂母体和活性基团两部分。3．

2、命名•（微孔型态）（骨架名称）（基本名称）如凝胶型苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂物理性能1．外观常用凝胶型离子交换树脂为透明或半透明的球形,颜色有黄、白、赤褐色等.2．粒度一般树脂粒径0.3～1.2mm。有效粒径（d10）0.36～0.61，均一系数（d40/d90）为1.22～1.66，均一系数的含义是筛上体积为40％的筛孔孔径与筛上体积为90％的筛孔孔径之比。4．含水率以每克树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分比（约50%），相应地反映了树脂网架中的孔隙率。5．溶胀性干树脂+水→湿树脂体积胀大绝对溶胀度6.交联度交

3、联度较高的树脂，孔隙较低，密度较大，离子扩散速度较低，对半径较大的离子和水合离子的交换量较小，浸泡在水中时，水化度较低，形变较小，也就比较稳定，不易破碎。化学性能1.再生：离子交换反应的可逆性交换的逆反应。2.酸碱性：树脂在水中电离出H+和OH-,表现出酸碱性。3.选择性：树脂对水中某种离子能优先交换的性能，选择性大小用选择性系数来表征。4.交换容量：表示树脂的交换能力。通常用EV（mmol/ml湿树脂）表示，也可用EW（mmol/g干树脂）表示。EV＝EW×（1-含水量）×湿视密度全交换一定量的树脂所具有的活性交容

4、量基团或可交换离子的总数量换容工作交树脂在给定工作条件下实际量换容量的交换能力交换势交换势大，交换离子越容易取代树脂上的可交换离子，也就表明交换离子与树脂之间的亲和力越大。规律（1）离子的交换的交换势,除同它本身和离子交换树脂的化学性质有关外,温度和浓度的影响都很大。（2）在常温和低浓度水溶液中，阳离子的价态越高，它的交换势越大。规律（3）在常温和低浓度水溶液中，同价阳离子的交换势大致是原子序数越高，交换势越大。（4）氢离子对阳离子交换树脂的交换势，取决于树脂的性质。（5）在常温和低浓度水溶液中，对弱碱性阴离子交换树

5、脂来说,酸根(阴离子)的交换序列如下：Cr2O72->SO42->CrO42->NO3->Cl->HCO3-。（6）对强碱性阴离子交换树脂，离子的交换势随树脂的性质而异，没有一般性的规律。（7）氢氧基对阴离子交换树脂的交换势决定于树脂类型。（8）大孔型树脂具有很强的吸附性能，往往可以吸附废水中的非离子型杂质。1悬浮物和油脂2有机物3高价金属离子4pH值5水温6氧化剂三、离子交换速度上述几步中，交换反应速率与扩散相比要快得多。因此总交换速度由扩散过程控制。•离子交换系统及应用•离子交换过程1.固定床离子交换器间歇工作过

6、程2.连续式离子交换器工作工程•离子交换系统及应用在实际应用中需根据原水水质、出水要求、生产能力等来确定合适的离子交换工艺。1.在水的软化主要使用Na＋离子交换软化法H＋离子交换软化法H－Na串联及并联2.在除盐中一级复床除盐系统多级复床除盐系统混合床除盐系统3.在处理工业废水中多级阴阳离子交换系统阳离子交换树脂特性分强酸型和弱酸型。强酸型主要有RNa和RH。1．RNa2RNa+Ca2+---R2Ca+2Na+2RNa+Mg2+---R2Mg+2Na+2．RH：碳酸盐硬度，生成CO2、H2O―同时碱度也去除了。非碳酸

7、盐硬度，生成H2SO4，HCl―出水酸性对于Na+,RH+NaCl---RNa+HCl---产生钠型树脂，但不起软化作用出水水质变化见图开始时出水呈酸性Na＋开始泄漏时，出水酸度急剧下降之后，RH交换转变为RNa型运行模式，对Ca和Mg仍有交换能力。然后硬度离子开始泄漏出出水Na离子逐渐超过原水中的浓度，水中离子泄漏的顺序为：呈碱性H＋、Na＋、Mg2＋、Ca2＋离子交换的工艺和设备离子交换装置单层床移动床固定床双层床连续床混合床流动床目前使用最广泛的是固定床。固定床离于交换器包括筒体、进水装置、排水装置，再生液分布

8、装置及体外有关管道和阀门，如图所示。1.筒体：支撑作用2.进水装置：分配进水和收集反洗用水3.底部排水装置：收集出水和分配反洗水•离子交换过程（一）固定床离子交换器间歇工作过程1.离子交换过程在床层穿透以前，树脂分属于饱和区、交换区和未用区，真正工作的只有交换区内树脂交换区的厚度取决于所用的树脂、离子种类和浓度以及工作条件。•固定床的工作过程饱