9.3离子交换.ppt

9.4.1.1 离子交换剂分类 2） 结构 3．磺化煤：通过发烟硫酸对褐煤、无烟煤等进行磺化处理而合成的。兼有强酸性和弱酸性两种活性基团的阳离子交换剂 9.4.1.2 离子交换树脂的基本性能 1． 外观 粒径0.3~1.2mm 乳白、淡黄、棕褐色等 不透明或半透明球状颗粒 2．交联度：树脂结构骨架的交联程度取决于制造过程，工业上常用的凝胶型树脂含有2%~12%的二乙烯苯作为苯乙烯的交联剂。苯乙烯系树脂的交联度指二乙烯苯的质量占苯乙烯和二苯乙烯总量的百分率。水处理中用的离子交换树脂交联度以以7~10%为宜。 5．密度 7.有效pH值范围 由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性，水的pH值势必对其交换容量产生影响。 表1 各种类型树脂有效pH值范围 9.4.1.3 离子交换速度 9.4.1.4 树脂层离子交换过程 9.4.2 离子交换软化方法与系统 9.4.2.1 离子交换软化系统选择 1．Na＋离子交换软化法 3．H－Na串联及并联： ⑴ 并联： 固定床按照原水与再生液的流动方向： 1．顺流再生床 特点： ⑴ 上部再生程度高，下部差，越往下部越差 ⑵ 再生剂耗量大，2~3倍理论值时，效果仍不理想 ⑶ 出水剩余硬度高 ⑷ 交换器失效早，降低设备工作效率，工作交换容量降低 ⑸ 适合于硬度较低的场合 逆流再生操作步骤： ⑴ 小反洗：从中间排水装置引进反洗水，冲洗压脂层。 ⑵ 放水：将中间排水装置上部的水放掉。 ⑶ 顶压 ：从 交换器顶部进压缩空气，使层不乱 ⑷ 进再生液：从底部进再生液，上升流速约5m/h ⑸ 逆向冲洗 ：用软化水逆流清洗，（流速5～7m/h） ⑹ 正洗：顺向清洗到出水水质符合运行控制指标。 逆流再生床运行一段时间后要进行一次大反洗，以去除树脂层中的污物和碎粒。逆流再生需软化水逆向冲洗； 否则底层已再生好的树脂在清洗过程中又被消耗，导致出水质量下降，失去了逆流再生的特点。 逆流再生固定床的再生剂耗量与再生液浓度 3．移动床：再生液向下流，水流向上流的方式适用：处理水量稳定，且不间断运行 9.4.3 离子交换除盐方法与系统 9.4.3.1 水的纯度概念 水的纯度常以水中含盐量或水的电阻率来衡量。 电阻率：1cm×1cm×1cm体积的水所测得的电阻（Ω·cm） 水的纯度可以分为下列4种： 1 .淡化水：一般指将高含盐量的水经局部除盐后，成为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，1～10×106Ω·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 。 9.4.3.2 阴离子交换树脂的特性 2）从 强碱性阴树脂对水中各种阴离子的交换顺序，从而可得： ROH+NaHSiO3→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，由于孔道分布不均匀，故容易堵塞。 强碱性树脂被有机物污染后，交换容量下降，正洗水量增加，出水电导率增加。 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。 2．弱碱树脂的工艺特性： R2=NH2OH R-NH3OH 仲胺型