离子交换树脂在水处理中的应用.ppt

赵光利;目录导视;一、离子交换概述;1.1无机离子交换剂和磺化煤;1.2有机合成离子交换树脂; ;1.3 离子交换树脂的性质;（4）密度 1）湿真密度 指在单位真体积（不包括树脂颗粒间空隙的体积）内湿态离子交换树脂的质量，单位是g/mL或kg/L 一般湿真密度在1.04～1.30g/mL之间。 2）湿视密度 指单位视体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质量，单位是g/mL或kg/L。 一般湿视密度在0.6～0.85g/mL之间 ;（5）含水率 是指在水中充分膨胀的湿树脂中所含水分的百分数；含水率可以反映离子交换树脂的交联度和网眼中的孔隙率，一般树脂的含水率在40％～60％之间。 （6）溶胀性和转型体积改变率 将干的离子交换树脂浸入水中时，其体积会膨胀的现象称为溶胀。 当树脂由一种离子型转为另一种离子型时，其体积就会发生改变，此时树脂体积改变的百分数称为树脂转型体积改变率。 （7）耐磨性 一般情况下，树脂每年的耗损应不超过3％～7％。;2. 离子交换树脂的化学性质 （1）酸碱性 各种类型树脂有效pH值范围 （2）选择性 离子交换树脂对各种离子具有不同的亲和力，可以优先交换溶液中某种离子，这种现象为…… * 离子电荷愈多，愈易被交换 * 原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换： Fe 3+ Al 3+ Ca 2+ Mg 2+ K+ = NH 4+ Na + Li + SO42-NO3-Cl-HCO3-HSiO3- ;（3）交换容量 一定数量的离子交换树脂所具有的可交换离子的数量 1）全交换容量 指一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量； 2）工作交换容量 指树脂在给定工作条件下实际的交换能力。 实际工作条件下的交换容量为全交换容量的60－70％。 （4）热稳定性 弱酸性＞强酸性＞弱碱性＞Ⅰ型强碱性＞Ⅱ型强碱性;1.4 离子交换树脂的分类;二、 离子交换反应;2.1离子交换反应离子交换反应是可逆反应，但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的，而是在固态的树脂和溶液接触的界面间发生的。;2.2 离子交换树脂的选择性;三、离子交换装置及运行操作;强酸——脱气——强碱系统：; 除二氧化碳器放在阴床之前是为了减轻阴床负荷。水量小和进水碱度低的小型除盐装置可以省去除二氧化碳器。;3.2固定床的工作过程：;3.3工作交换容量：;3.4钠床除盐;3.5树脂的再生;3.5.1顺流再生离子交换器结构;3.5.2顺流再生离子交换器的运行;3.5.3逆流再生离子交换器的结构;3.5.4逆流再生离子交换器的运行;冲洗压脂层;3.5.5无顶压逆流再生;3.5.6工艺特点;3.6混床除盐;3.6.1原理与特点;混床主要优点是： a.出水水质纯度高。 混床离子交换可以把水中含有的离子几乎全部去除，出水含 盐量在10mg／L以下。对需高纯水的场合，混合床可满足水质需求标准，一般不需考虑其它技术。 b.工作条件变化时对出水水质影响较小，且工作周期较长。 混床开始运行时有2~3min出水的电导率较高，然后急剧降到 0.5μscm-1以下，这是因为床内残留的微量酸、碱和盐很快地被阳、阴树脂吸收掉。另外，快速正洗是混合床的一大特点，再生总时间比双层床少，相应地工作周期长，而且原水水质变化和再生剂比耗对出水纯度影响较小，这是因为混合床中离子的泄漏因另一种树脂的存在而大大减少所致。 c.间断运行对出水水质的影响小。 d.交换终点明显。;混床的主要缺点是： 树脂层工作交换容量的利用率低，再生剂利用率低；再生时阳、阴树脂很难彻底分层，特别是当有部分阳树脂混杂在阴树脂层内时，这部分阳树脂在碱液再生阴树脂时转为钠型，造成运行以后的Na＋泄漏，即所谓的交叉污染；混床对有机物污染很敏感，污染后很快出现出水质量降低、正洗时间延长和工作容量减少。 为了克服交叉污染所引起的Na＋泄漏，近年来发展了三层混床新技术。此法即在普通混合床中另装填一层厚约10～15cm的惰性树脂，其密度介于阴、阳树脂之间，其颗粒大小也能保证在反洗时将阴、阳树脂分隔开来。实践表明，三层混床水质优于普通混床，出水Na＋的含量不大于0.1μg／L。;3.6.2混床结构及再生方式;再生方式分类;再生方式及步骤;体内再生还可采用同步再生法，即再生时以相同的流速从树脂层上、下两端进碱再生液和酸再生液，废液从中间排水装置排出，然后由上、下进清洗水进行洗净。;3.7双层床除盐;2. 阴树脂双层床