第四章离子交换法处理工业给水.ppt

第四章离子交换法处理工业给水; 用表示离子交换树脂层中的钙型树脂，黑点表示钠型树脂，以白点占白点与黑点之和的百分数表示白点（钙型树脂）的饱和程度，若钙型树脂的饱和程度为50％，则Ca型树脂占树脂容量的50％；若钙型树脂的饱和程度为100％，则Na型树脂全部转变为Ca型树脂。;树脂层的变化可分为以下三个阶段：（P404） （1）交换带的形成阶段； （2）交换带的移动阶段； （3）交换带的消失阶段。; 影响交换带宽度的因素大致可分为两大方面: 一是离子交换速度的因素; 二是影响水流沿交换柱过流断面均匀分布的因素。 ;五、离子交换树脂层内的再生过程 采用含一定化学物质的水溶液，使树脂层内失效（失去交换能力）的树脂重新恢复交换能力，这种过程称为树脂的再生过程。再生能力或再生性能，通常用再生剂耗量、再生剂比耗表示。 ①再生剂的种类。对于不同性质的原水和不同类型的树脂，应采用不同的再生剂。选择的再生剂既要有利于再生液的回收利用，又要求再生效率高，洗脱速度快，价廉易得。 一般对强酸性阳树脂用HCl或H2SO4等强酸及NaCl、Na2SO4再生；对弱酸性阳树脂用HCl、H2SO4再生；对强碱性阴树脂用NaOH等强碱及NaCl再生，对弱碱性阴树脂用NaOH，Na2CO3、NaHCO3等再生。 ;②再生剂用量。树脂的交换和再生均按等当量进行。理论上，再生剂可等容量恢复树脂交换容量，但实际上再生剂的用量要比理论值大得多，通常为2～5倍。当再生剂用量一定时，适当增加再生剂浓度，可以提高再生效率。但再生剂浓度太高，会缩短再生液与树脂的接触时间，反而降低再生效率，因此存在最佳浓度值。如用NaCl再生Na型树脂，最佳盐浓度范围在10％左右。 ③再生方式。再生主要有顺流和逆流两种方式。再生剂流向与交换时水流方向相同者，称为顺流再生，反之称为逆流再生。;六、离子交换树脂的选用和保管 （一）离子交换树脂的选用 在离子交换水处理的设计中，应根据原水的水质、对出水水质的要求、离子交换树脂基本性能及离子交换设备性能，通过技术经济比较，合理地选用离子交换树脂。 1．离子交换树脂的交换容量：树脂交换容量越大，其所交换离子的量就越大，相应地处理的水量越大。 2．原水的水质特征：原水（进水）的水质关系到离子交换水处理过程中要去除离子的性质，根据要去除离子的性质来选用树脂是至关重要的。 仅去除水中交换吸附较强的阳离子 ；去除吸附性较弱的阳离子和阴离子 ；原水中有机物成分高 。 ;3. 处理出水的水质要求 软化水处理:强酸性阳树脂与弱酸性阳树脂混合使用； 除盐水处理:要求出水水质高，一定要选用强型树脂，以除去交换吸附能力较弱的离子，或者与弱型树脂组合使用。 ; 4. 离子交换设备的性能 不同类型的设备要求选用不同性能的树脂。连续床（有移动床－交换柱、再生柱分为两柱进行 、流动床－同一柱内，再生段与交换段在不同部位，树脂可在同一柱内流动 ），要求离子交换树脂的耐磨性好，强度高；固定床（单层床－只装一种树脂、双层床－装两种性质不同的树脂 、混合床－装阴阳两种树脂 ）要求离子交换树脂的湿真密度相差大。 顺流再生固定床：原水流动方向与再生液流向一致，一般是从上往下流动。操作比较方便，有利于处理低硬度的原水。但是，再生程度差，再生剂耗量较大。 逆流再生固定床：再生液的流向与交换时水流流向相反。一般是原水向下流动，再生液向上流动。适合于处理高硬度的原水，再生效果好，再生剂耗量较少。;（二）离子交换树脂的保管 在新树脂使用前与旧树脂停用时，均需采用适当的保管措施，否则会直接影响树脂的使用寿命和其交换容量。 1．新树脂的保管 (1)保持树脂的水分 ；干树脂应用饱和盐水逐级稀释法使其含水率饱和。 (2)防止树脂受凉和受热 ；低温造成树脂胀裂失去交换能力，高温时树脂易变形，交换基团分解和滋生细菌。 (3)防止树脂劣化 ；避免与铁质容器、氧化剂和油类物质直接接触，防止树脂被污染和氧化分解，劣化树脂性能。;2．旧树脂的保管 若离子交换树脂在使用过程中有较长时间停用，其保管要采取下列措施： (1)树脂转型：通常把树脂转变成Cl型或Na型长期贮存，故可将阴树脂、阳树脂用食盐溶液转型，阳树脂不宜以Ca型或H型长期存放； (2)湿法存放：在交换器内将停用的树脂浸没于水中保存； (3)防止霉变：交换器内长期存放树脂，其表面容易滋长微生物，发生霉变，尤其在温度较高的条件下。因此，必须定期进行换水和用水反冲洗，同时亦可用％甲醛溶液(福尔马林液)浸泡消毒。;（三）离子交换树脂的装填 1．离子交换