08章4离子交换的应用课案.ppt

（2）混合床中树脂要求：两种树脂的湿真密度差大于15％，方可便于床中阴、阳树脂分离，机械强度高、颗粒大小均匀—为适应高流速运行的需要。 阴、阳树脂比例：原则—两种树脂同时失效，最大利用率。 工作交换容量不同，进水水质条件，出水水质要求的差异。 一般，阳树脂的工作交换量为阴树脂的2～3倍。目前国内采用的混床的强碱阴树脂与强酸阳树脂的体积比通常为2:1。 （3）运行操作： 1）反洗分层：用水力筛分法对阴阳树脂进行分层。阴树脂的密度较阳树脂小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下。 2）再生：（内部再生法）据进酸、进碱和清洗步骤的不同，分为：两步法和同时再生法。 两步法：再生时酸、碱再生液先后进入。 又分为碱液流过阴、阳树脂的两步法；和碱、酸先后分别通过阴、阳树脂的两步法。 操作过程如图8－26所示。 步骤：反洗分层； 清洗：放水至树脂表面上约100mm处，从上部送入碱液再生阴树脂，废液从阴、阳树脂分界处的中排管排出，接着按同样的流程清洗阴树脂。直至排水的OHˉ降至0.5mmol/L以下。 阳树脂再生：底部进酸再生阳树脂，废液由中排管排出。为防止酸液进入再生好的阴树脂层，继续自上部以小流量的水清洗阴树脂。阳树脂的清洗流程同再生，清洗至排水的酸度降到0.5mmol/L以下为止。 整体正洗：从上部进水底部排水，至出水电导率小于1.5μS/cm为止。为了提高正洗效果，可进行一次2～3min的短时间反洗，以消除死角残液。 3）阴、阳树脂的混合：运行前须将树脂重新混合均匀。常用经净化除从反吹。 底部通人经除油尘净化的压缩空气的反吹办法搅拌混合。 气压：0.1～0.15MPa，流量：2.0～3.0m3/(m2·s) 混合时间：混合均匀为准，一般为0.5～1.0min，时间过长会增加树脂磨损。 4）正洗：混合后，要用除盐水以10～20m/h的流速正洗，直至出水合格。 5）制水：采用更高的流速，通常，凝胶型树脂40～60m/h，大孔型树脂100m/h以上。 混合床的失效标准：按规定的失效水质标准。也有按进出口压力差控制。 （4）混合床运行的特点 1）优点：出水水质优良；出水水质稳定；间断运行对出水水质影响较小；终点明显；混床设备较少。 2）缺点 树脂交换容量的利用率低；树脂损耗率大；再生操作复杂，需要时间长；为保证出水水质，常需投入较多的再生剂。 §8.4 离子交换的应用 水处理：软化、除盐、纯水制备 一、 水的软化 水软化：把水中所含的钙、镁等离子交换出来。这一过程称为水的软化过程，所得的水称之为软化水。 离子交换软化水处理：利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子（如Na＋，H＋）交换出钙、镁等离子。 常用的有钠离子交换法，氢离子交换法和氢—钠离子交换法 1．钠离子交换软化法 简单、常用。 可除水中暂时硬度和永久硬度。 反应流程见图 水中Ca2＋、Mg2＋被RNa型树脂中Na＋置换出来以后，存留在树脂中→交换树脂由RNa型变成R2Ca或R2Mg型树脂。 优点：不产生酸性水（设备和防腐设施简单）；再生剂为食盐。 效果：水硬度可大大降低或基本消除，出水残留硬度可降至0.03mmol/L以下；水中碱度则基本不变；但交换后水中含盐量略有增加。 2．H离子交换软化法 H型强酸性阳离子交换软化反应： 原水中碳酸盐硬度（暂时硬度）在交换中形成碳酸，故除软化外还能去除碱度；非碳酸盐硬度（永久硬度）在交换中除软化外还生成相应的酸。其出水为稀酸溶液。 H型树脂交换顺序： Ca2＋＞Mg2＋＞Na＋ 氢离子交换：在Na＋开始泄漏后，如继续运行，最终将导致Ca2＋和Mg2＋的泄漏，全运行过程图 图中a点Na＋开始泄漏，b点Ca2+、Mg2+开始泄漏。H离子交换出水常为酸性，运行时一般和Na离子交换合用，或采取其他措施（加碱中和） 3，H－Na离子交换脱碱软化法 强酸性H－Na离子交换脱碱软化法的反应： 其工艺流程： 由工艺流程图，强酸性H—Na离子交换中，H柱出水呈酸性，Na柱出水含碱度，可将其混合，原理—中和反应： 中和后产生的CO2→用除二氧化碳器去除。 这样，既降低了碱度，又可除去硬度，降低出水的含盐量。 (1)强酸性H—Na并联离子交换软化的脱碱系统 进水分两部分：一部分流经Na柱2，一部分流经H柱1，除CO2后的软水贮存在水箱8中。因H柱用酸再生，故H柱出水呈酸性。 为保证最后出水呈中酸性（并保留一定的残留碱度），须据进水水质，调整流经两柱的水量比例。 并联系统的优点： H柱的控制为漏钠点，出水碱度低，使水的残留碱度降低至0.5mmol/L左右，且可随水源水质变化而随时调整，设备费用低，投资少。 并联系统的缺点： 再生剂消耗量大，运行控制