如果方便的話,建議你去查閱《給水排水設計手冊》第六冊《工業給水處理》,裡面有關於離子交換和反深透的詳細解釋,網上也有電子版可以下到的。其實問題還是比較復雜的,根據原水的水質情況不同,採用的工藝流程也不同。今天剛看,還有點印象。
離子交換樹脂可以用於硬水軟化、除鹼度、除鹽(這里的鹽指的是除去水中的離子,降低電導率)。如果用於硬水軟化,則只要使用陽離子(RNa或RH)交換樹脂即可,根據進出水質要求,採用單級鈉離子或二級鈉離子或氫離子交換樹脂,對於壓力要求不高,正常壓力0.2~0.3MPa左右就行了。如果用於海水淡化,也可以採用陰陽離子混合床或者陰陽離子串連床的離子交換樹脂,但是比較浪費,因為要再生交換樹脂耗費NaOH和HCl的,還要排污,其實海水淡化直接用反深透就好了,這也是通常的做法,反深透是利用較高的反深透壓來維持淡化的,一般要好幾MPa的壓力甚至幾十MPa才行,一般是用卷材的反深透膜,內管套外管。溫度要求不高,因為沒有生化反應,一般在25~35度都是可以的。反深透的濾速主要取決於壓力和出流量,離子交換一般在幾厘米每秒的樣子。
工藝流程沒有一定,但是都分為幾個固定的處理單元,每個處理單元可以多種組合,有的單元也是可以根據情況刪減的:
引水到水池——化學混凝——沉澱——多種過濾——加壓泵——主要處理環節(離子交換樹脂或反深透裝置)——可附加的深度處理環節——儲水箱——加壓出水。
每個環節都有多種組合方式,甚至可以多次循環處理環節。
『貳』 離子交換法軟化硬水
(來1)離子交換法---先通過陽自離子交換劑 HR ;後通過陰離子交換劑 ROH !
(2)防止生成沉澱,發生堵塞!
(3)離子方程式是:
Ca2+ + 2HR == CaR2 + 2H+
Mg2+ + 2HR == MgR2 + 2H+
SO42- + ROH == RSO4 + OH-
H+ + OH- == H2O
防止發生下面的反應:
Mg2+ + 2OH- == Mg(OH)2
1.5噸/小時的軟水機反沖洗的排廢水量:
1、工業型軟水機,反洗時間一般為10分鍾,反洗排廢水量為200L左右。
2、家用型軟水機,反洗時間一般為5分鍾,反洗排廢水量為100L左右。
軟水機:
軟水機主要是通過離子交換樹脂去除水中的鈣、鎂離子,降低水質硬度。另一種技術是區別於化學離子交換法的物理軟水方法,是通過高能聚合球將水中的鈣鎂離子打包成結晶體存在於水中,使其在水中不結垢。主要技術有納米晶技術。軟水與自來水相比,有極明顯的口感和手感。
工作原理
離子交換法
家用軟化水設備是應用離子交換技術,通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換,從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子,達到去除水垢(碳酸鈣或碳酸鎂)的目的。
使用軟水,水杯、茶壺、浴缸、水斗不再滋生水垢,更容易清洗。家中的自來水管不再結水垢,熱水器的使用壽命更加長,不會因為使用時間長,而熱水的流量越來越小。使用軟水可使洗滌劑及肥皂等洗滌用品的使用量減少,可使水管維修費用大大減少,可使衣服的壽命比在硬水中洗滌增加32%,而且洗滌後衣服不易泛黃,白襯衫更白,藍襯衫更藍,顏色更鮮艷。
物理打包法
利用納米晶高能聚合球體,把水中鈣、鎂離子、碳酸氫根等打包產生不溶於水的納米級晶體,從而抑制水垢的生產,納米晶軟水機不用電、不費水、不用鹽、不用任何化學添加劑,在高效抑垢的同時保留對人體有益的礦物質和微量元素,是一種綠色環保的軟水機,解決了現軟化技術多方面的缺陷。
『肆』 求離子交換法在凈化水的應用的參考文獻,數據和圖,越多越好,很急,謝謝!
實驗九 水的凈化——離子交換法 [實驗目的] 1. 了解離子交換法制備純水的基本原理; 2. 掌握水質檢驗的原理和方法; 3. 學習電導率儀的使用; 4. 掌握離子交換樹脂的操作方法。 [實驗原理] 天然水的凈化方法有:蒸餾法、電滲析法、離子交換法 離子交換法制備純水是使自來水通過離子交換柱(內裝離子交換樹脂),除去雜質離子,達到凈化的目的。 離子交換樹脂是一種難溶性的高分子聚合物,對酸、鹼及一般有機溶劑穩定。它具有網狀骨架結構。在其骨架上含有許多可與溶液中的離子起交換作用的「活性基團」。根據 樹脂可交換活性基團的不同,可將離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂:是樹脂中的活性基團可與溶液中的陽離子進行交換,如: - + - +
R-SO3 H
R-COO H
R 表示樹脂中網狀結構的骨架部分。 活性基團中含有H+,可與溶液中的陽離子交換的陽離子交換樹脂稱為酸性陽離子交 換樹脂或H型陽離子交換樹脂。按活性基團酸性強弱的不同,又分為強酸性、弱酸性離子交換樹脂。例如R-SO3H為強酸性離子交換樹脂(如國產「732」 樹脂);R-COOH為弱 酸性離子交換樹脂(如國產「724」 樹脂)。陰離子交換樹脂:是樹脂中的活性基團可與溶液中的陰離子進行交換,如:R-NH3+OH- R-N+(CH3)3|OH- 按活性基團鹼性強弱的不同,又分為強鹼性、弱鹼性離子交換樹脂。例如 R-N+ OH- (CH3)3為強鹼性離子交換樹脂(如國產「717」 樹脂);為R-NH3+OH-弱鹼性 1
離子交換樹脂(如國產「701」 樹脂)。 當水流經過離子交換柱時,水中的Na+,Ca2+或Cl-,SO42-等離子與樹脂上的活性基團 中的H+或OH-進行交換: R-SO3-H+ + Na+
『伍』 用離子交換法使硬水軟化和凈化的基本原理是怎樣的
主要的原理是水中的金屬離子會被置換成氫離子,這樣的話它就沒有硬度了。
『陸』 用離子交換法使硬水軟化和凈化的基本操作中有哪些應注意之處
水的離子交換與過濾凈化設備工作中的共同點是;原水壓力與流速必須滿足設備的專設計屬要求。不同點是;一個需要再生還原階段,即可轉入水的軟化制水,另一個是通過正、反沖洗後就轉入正常水的過濾凈化,所以原水水壓與流速,是保證設備是否正常工作應注意的環節…。一傑水質
『柒』 離子交換的水處理中的應用
EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學葯劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。 EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸鹼液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸鹼再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
·佔地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大 EDI裝置與混床離子交換設備屬於水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的優越性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,最高可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸鹼儲存、酸鹼添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小於混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用,省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。 EDI裝置屬於水精處理設備, 具有連續產水、水質高、易控制、佔地少、不需酸鹼、利於環保等優點, 具有廣泛的應用前景。隨著設備改進與技術完善以及針對不同行業進行優化, 初投資費用會大大降低。可以相信在不久的將來會完全取代傳統的水處理工藝中的混合 。
控制氮含量的方法(4種):生物硝化-反硝化(無機氮延時曝氣氧化成硝酸鹽,再厭氧反硝化轉化成氮氣);折點氯化(二級出水投加氯,到殘余的全部溶解性氯達到最低點,水中氨氮全部氧化);選擇性離子交換;氨的氣提(二級出水pH提高到11以上,使銨離子轉化為氨,對出水激烈曝氣,以氣體方式將氨從水中去除,再調節pH到合適值)。每種方法氮的去除率均可超過90%。
『捌』 什麼是離子交換的水軟化法
離子交換軟化法就是利用離子交換劑降低水中硬度的水處理方法。常用的回離子交換劑有鈉型樹脂(答RNa)、強酸性H(RH)型樹脂和弱酸性H樹脂。離子交換軟化系統採用Na離子交換軟化系統和H-Na離子交換脫鹼軟化系統。
『玖』 簡述採用離子交換法制備純化水的過程
離子交換設備介紹
離子交換設備是一種傳統的、工藝成熟的脫鹽處理設備,其原理是在一定條件下,依靠離子交換劑(樹脂)所具有的某種離子和預處理水中同電性的離子相互交換而達到軟化、除鹼、除鹽等功能。用於深度脫鹽處理,產水電阻率動態可達到18MΩ·cm。
離子交換的基本原理:
採用離子交換方法,可以把水中陽、陰離子去除。以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應式:
1.陽離子交換柱:R-H+Na+=R–Na+H+
2.陰離子交換柱:R–OH+Cl-=R–Cl-+OH-
陽、陰離子交換柱串聯以後稱為復合床,其總的反應式:
R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O
由此得出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物為H2O,故達到了去除水中鹽的作用。
離子交換設備工藝
1、預處理-反滲透-水箱-陽床-陰床-混合床-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精製混床-精密過濾器-用水對象
2、預處理-一級反滲透-加葯機(PH調節)-中間水箱-二級反滲透-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象
3、預處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象
離子交換設備應用領域:
1)水處理-離子交換設備
2) 食品工業
3) 制葯行業
4) 合成化學和石油化學工業
5) 環境保護
『拾』 離子交換水處理工藝的處理方法是什麼
離子交換水處理工藝定義就是離子交換法(ion exchange process),是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。
常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前,先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂,以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。
原理:離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水,水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前,先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂,以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。
離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子,而以氫氧根離子交換陰離子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的,以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中,分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起,置於同一個離子交換床中。不論是那一種形式,當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子,就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反,利用氫離子及氫氧根離子進行再生,交換附著在離子交換樹脂上的雜質。