7 水的离子交换处理.ppt

7 水的离子交换处理 * 离子交换水处理 多种类型的离子交换组合达到不同的水处理目的原水的软化、或软化并脱碱、或脱盐。 7.1 离子交换处理方法概述 离子交换软化水处理 离子交换软化处理是利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子（如Na+ 、H+ ），把水中所含的钙、镁离子交换出来，去除水中的硬度，这一过程称为离子交换软化水处理。目前常用的有钠离子交换软化法、氢离子交换软化法和氢钠离子交换软化法等 * 1. 钠离子交换软化法 钠离子交换树脂是最简单的一种软化方法，其反应如下： Ca(HCO3)2+2RNa=R2Ca+2NaHCO3 CaSO4+2RNa=R2Ca+Na2SO4 MgCl2+2RNa=R2Mg+2NaCl 该法的优点是处理过程中不产生酸性水；设备和管道防腐设施简单；再生剂为食盐，再生剂易得。 * * 2. 氢离子交换软化法 强酸性氢离子交换树脂的软化反应如下： Ca(HCO3)2+2RH=R2Ca+2CO2+2H2O CaSO4+2RH=R2Ca+H2SO4 MgCl2+2RH=R2Mg+2HCl 由上可见，原水中碳酸盐硬度在交换过程中形成碳酸，因此该法除可软化外还可去除碱度。但在与非碳酸盐硬度交换过程中，除软化外还生成相应的强酸。因此，对设备和管道防腐要求高，一般总是和钠离子交换联合使用，可与其它措施（如加碱中和）相结合。 * 3. 氢-钠离子交换脱碱软化法 同时应用氢和钠离子交换进行软化的方法，根据两者的连接情况，可分为氢-钠并联离子交换法和氢钠串联离子交换法。 * 离子交换除盐水处理 离子交换除盐水处理是指水中所含的各种离子和离子交换树脂进行离子交换反应而被除去的过程，又称为化学除盐处理。 原理 当水中的各种 阳离子和阳离子交换树脂反应后，水中就含有一种从阳树脂上被交换下来的阳离子；而水中的各种阴离子和阴离子交换树脂反应后，水中就只含一种从阴离子树脂上被交换下来的阴离子。若水中仅存在的阳离子或阴离子能结合成水，则就能实现水的离子交换除盐。 显然，这两种离子只能是H+和OH-。 * 1．氢型阳树脂的交换反应 Ca2++2RH→R2Ca+2H+ Na++RH→RNa+H+ 2．氢氧型阴树脂的交换反应 Cl-+ROH→RCl+OH- SO42-+2ROH→R2SO4+2OH- HCO3-+ROH→RHCO3+OH- 3．中和反应 水中的阳离子和阴离子各自与H型阳树脂和OH型阴树脂反应，分别形成的H+ 和OH- 结合生成水，其反应式如下： H++ OH-→H2O * 离子交换装置，按照运行方式的不同，可分为固定床和连续床两大类。固定床依照原水与再生液的流动方向，双可分为两种形式： 7.1.2 离子交换装置 工作运行图 顺流再生图 工作运行图 逆流再生图 顺流再生固定床； 逆流再生固定床。 * 1. 顺流再生固定床 原水与再生液分别从上而下以同一方向流经离子交换器的离子交换装置，称为顺流再生固定床。 顺流再生固定床存在如下主要缺点：树脂层上部再生程度高，而越是下部，再生程度越差；在工作期间，由于树脂层下半部原先再不好，出水水质提前超出规定指标，导到交换器过早地失效，降低了设备工作效率。 因此，顺流再生固定床只适用于设备较小、原水含盐量较低的场合。 * 2. 逆流再生固定床 凡时再生时再生液流向与交换时水流方向相反的离子交换软化装置，均属于逆流（对流）再生固定床。常见的是再生液向上流、水流向下流的逆流再生固定床。 逆流再生固定床的优点有：再生时，再生液首先接触接触饱和程度低的底层树脂，然后再生饱和程度高的中、上层树脂。这样，再生液可被充分利用，再生剂用量显著降低，并能保证底层树脂得到充分再生。工作时，处理水在经过相当脱盐之后又与这一底层树脂接触，进行充分交换，从而提高了出水水质。这一优点在处理高盐度水时更为突出。 * 与顺流再生固定床相比，逆流再生固定床具有如下优点： 1）再生剂耗量可降低20%以上； 2）出水质量显著提高； 3） 原水水质适用范围扩大，对于盐度较高的水，仍能保证出水水质； 4）再生废液中再生剂有效浓度明显降低，一般不超1%。 5）树脂工作交换容量有所提高。 与顺流再生固定床相比，其主要缺点是结构复杂、造价高、运行操作复杂。