第六章 水的离子交换处理

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1、第六章水的离子交换处理1去除水中离子态杂质最为普遍的方法之一是离子交换法。根据处理的目的不同，采用的处理工艺也有所不同。去除水中硬度的钠离子交换软化处理；去除硬度并降低碱度的氢—钠离子交换软化除碱处理；以及去除水中全部阳、阴离子的氢—氢氧型离子交换除盐处理。2本章内容§1离子交换处理方法概述§2水的阳离子交换处理§3除CO器2§4水的阴离子交换处理§5复床除盐§6离子交换装置及运行操作§7混合床除盐§8离子交换除盐系统3§1离子交换处理方法概述一、离子交换反应1、钠离子交换HCOHCO32322RNaCaCl2

2、R2CaNa2Cl2SOSO44HCOHCO32322RNaMgCl2R2MgNa2Cl2SOSO44失效态树脂可用NaCl再生，其反应为：R2Ca＋2NaCl—→2RNa＋CaCl2R2Mg＋2NaCl—→2RNa＋MgCl242、氢离子交换HCOHCO32322RHCaCl2R2CaH2Cl2SOSO44HCOHCO32322RHMgCl2R2MgH2Cl2SOSO44HCO3HCO3RHNa

3、ClRNaHCl1/2SO1/2SO445失效态的阳树脂可用HCl或H2SO4再生，其反应为：2HCLCl2R2Ca2RHCaHSOSO2442HCLCl2R2Mg2RHMgHSOSO244HCLClRNaRHNa1/2HSO1/2SO24463、氢氧离子交换SO4SO4Cl2Cl22ROHH2R22H2OHCOHCO3232SiOHSiO332失效态的阴树脂可用NaOH再生，其反应为：SO4SO4

4、Cl2Cl2R22NaOH2ROHNa2HCOCO323SiOSiO337二、离子交换装置8固定床的基本缺陷：①树脂不能边失效，边再生，造成交换器内树指积压，利用率低，交换器容积利用不充分；②树脂层中树脂交换能力使用不匀，上层饱和程度高，下层低。9三、离子交换装置运行的基本步骤一般原则上分为四个步骤：反洗、再生、正洗、制水运行。101、反洗反洗的目的：①松动树脂层，便于再生剂均匀分布；②清除树脂层（主要是上部）中悬浮物、碎粒、气泡，松动结块树脂，改善树脂层水力学性质，防止树脂结块、偏流。反洗用水：

5、一般都用系统中前级的出水（自身进水），如阳床可用澄清水，阴床可用脱碳器出水，但也可集中使用除盐水的。112、再生3、正洗为了清除树脂中剩余再生剂及再生产物，应用正洗水对树脂层进行正洗，正洗至出水水质符合投运标准为止。正洗操作有时还分成几个阶段，如先用小流量，后用大流量正洗等。后期正洗水由于水质较好，可以回收利用。4、运行制水描述运行过程的参数是运行流速、出水水质、工作交换容量、运行周期等。12四、树脂的再生再生质量的好坏不仅对其工作交换容量和交换器下一周期的出水水质有直接影响，而且再生剂的消耗在很大程度上决定着离子交换系统运行的经济性

6、。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。1、再生方式在离子交换水处理系统中，交换器的再生方式可以分为顺流、对流、分流和串联四种。131415顺流再生的缺点是再生效果不理想，再生剂耗量大，出水品质差。由于是对流再生，所以出水端树脂再生程度高，出水水质好，再生剂耗量低，而且可适用于进水水质较差的场合。分流再生时下部床层为对流再生，上部床层为顺流再生，混合床就是典型的分流再生，另外，用硫酸再生的阳离子交换器，采用分流再生可以减少硫酸钙沉积的危险。串联再生适用于弱酸阳床和强酸阳床或弱碱阴床和

7、强碱阴床串联运行的场合，一般均为顺流串联，有时也有逆流串联，甚至可以一个顺流一个逆流串联。它利用废再生液进行弱型床的再生，所以经济性好。162、再生剂（1）种类对于阳离子交换树脂，常用的再生剂是盐酸和硫酸，盐酸的再生效果优于硫酸，但盐酸的比价高于硫酸。对于阴离子交换树脂，目前都使用氢氧化钠作为再生剂。对于钠离子交换树脂，多用食盐再生。（2）纯度该纯度是指对树脂再生效果、出水水质有影响的杂质含量。再生液的纯度高、杂质含量少，则树脂的再生度高，再生后树脂层出水水质好。17（3）再生剂用量再生剂单耗（盐耗、酸耗、碱耗）：它是指恢复树脂1mo

8、l的交换能力，所消耗的纯再生剂的克数，单位为g/mol。再生剂比耗：它是指恢复树脂1mol的交换能力所需再生剂的摩尔数，也即是为理论值的倍数。再生剂比耗为再生剂单耗除以再生剂的摩尔质量（盐酸为36.5，氢氧化钠为40，食