第4章水质工程7—离子交换.ppt

3.3除二氧化碳器 1 ．原理： CO2具有腐蚀性，并增加强碱树脂负荷，且一般为H床后 ： 2．构造和计算： 1） 构造： 2） 填料：常用瓷环 204 m2 / m3 空隙率 74% 3） 计算： G＝KF△C kg／h G——单位时间能够去除CO2的量（能力） K—— 解吸系数 单位时间、单位接触面积、单位推动力下去除的CO2的数量瓷环面积 单位时间需去除量 ： 求F——瓷环面积 （1）求体积V V＝F/E （３）风量 20～30 m3/ m3（水） 瓷环阻力0.3～0.5 KPa／m， 据风量，风压选风机 其它局部阻力0.4 KPa 结论：⑴ K——解析系数，温度高则其值大，CO2溶解度低，冬天鼓热风 ⑵ 水封高度大于风压 ⑶ 进风口高于水面距离＞25cm，伸入内壁，防止水溅入风口 ⑷ 通风管有一定坡向水面的坡度 ⑸ 防止出水管不通，使水漫入鼓风机 ⑹ 设备防腐 3.4固定床软化系统的设计计算 物料平衡关系式： Fh·q＝QT·Ht Q＝ηqo 　　　　　　　　 ＝ {ηr －（1－ηs）}qo η：树脂实际利用率 ηr ：树脂再生程度，再生度 ηs ：树脂饱和程度，饱和度 离子交换除盐方法与系统 4.1水的纯度概念 电阻率：1cm×1cm×1cm体积的水所测得的电阻（Ω·cm） 1 .淡化水：生活及生产用的淡水 2. 脱盐水：含盐量为1～5mg/l，强电解质大部分被去除 （普通蒸馏水） 25 0C 电阻率 0.1～1.0×106Ω·cm 3 .纯水：去离子水，含盐量为＜０.１mg／Ｌ，强电解质绝大部分被去除，弱电解质也去除到一定程度　　25 0C，0.1～1.0×106Ω·cm。　 ４.高纯水：超纯水，导电介质几乎已全部被去除，水中胶粒，微生物，溶解气体和有机物等亦去除到最低的程度。 含盐量＜0.1mg/L， 250C ，＞10×106Ω·cm 4.2阴离子交换树脂的特性 1． 强碱性阴树脂的工业特性（ROH ）　　 ROH+H2SO4→RHSO4+H2O　　　　　 ① 2ROH+ H2SO4→R2SO4+2 H2O　　　　② ROH+HCl→RCl+ H2O ROH +H2CO3→RHCO3+ H2O ROH+H2SiO3→RHSiO3+ H2O 式①和式②一般同时进行,但当［H2SO4］＞［ROH］中OH-浓度时，①占优势，低浓度时②占优势。R2SO4+H2SO4→2RHSO4-可以进行，树脂由R2SO4变成RHSO4型。 1） 强碱性阳树脂对水中各种阴离子的交换选者性也是不同的，一般顺序为： PO43—＞SO42—＞NO3—＞Cl—＞OH—＞F—＞HCO3—＞HSIO3— （1）电荷愈多，选择性愈好 （2）相同电荷时，原子序数愈高，水合半径愈小，则选者性愈好 （3）还与离子交换基团的性质有关 （4）强酸性选择性好 2） 强碱性阳树脂对水中各种阴离子的交换顺序如上，从而可得： ROH+NaSiO3→RHSiO3+NaOH （几乎不能进行） 除盐系统相应通过强酸性阳树脂，而不应通过Na床，且通过H型树脂应减少漏钠量 ROH+H2SiO3→RHSiO3+H2O H2O电离度极小 3） 阴树脂的化学稳定性一般要比阳树脂差，（600C~800C），易受氧化剂的影响而变质 如水中存在氧化剂时，则会使： 4）强碱性树脂抗有机物的能力较差，特别是凝胶型强碱性阴树脂，由于孔道分布 强碱性树脂被有机物污染后，交换容量下降，正洗水量增加，出水导电率增加。 树脂孔道大小不一，水中的一些有机物（如腐殖酸等）在树脂颗粒内交联紧密部位会被卡住，时间一长，把该部分交换基团遮盖住，从而该部分基团不能进行反应。同时卡住有机酸后，相当于在树脂的骨架上引入了弱酸基团（-COOH）。 用碱再生时： R-COOH+NaOH→ RCOONa+H2O 正洗和反应时： R-COONa+H2O→ RCOOH+NaOH 从而正洗水量大大增加，同时由于正洗时阴离子与ROH发生交换，从而使运行时交换容量低。 5）强碱性阴树脂的运行过程 ①．当清洗水排水溶解固体等于进水总溶解固体时，将清洗水循环回收。 ②．清洗水回收，刚洗好，就是因为树脂受到污染 RCOO