水处理工艺——离子交换处理(精选)
离子交换
四、离子交换一、离子交换介绍离子交换是五、六十年代发展起来的水处理工艺，我国也有近六十多年的应用历史，其工艺原理是十分成熟的，运行实践是丰富的，国家有成熟的工艺设计标准和出水水质标准。
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
1.1离子交换树脂离子交换树脂是离子交换树脂是带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。
通常是球形颗粒物。
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。
在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。
按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。
同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
不论是哪一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。
孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。
分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。
如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。
树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。
水的离子交换处理解析
(5)交换容量
离子交换树脂的交换容量表示其可交换离子量的多少。 有两种表示法：质量表示法(单位质量树脂吸着能力)和体 积表示法(单位体积吸着能力)。 在表示交换容量时，为了统一起见，一般阳离子交换树脂 以Na型为准(也有以H型为准的)，阴离子交换树脂以Cl型 为准。
①全交换容量(Q) 此指标表示离子交换树脂中所有活性基团的总量。
✓ 2、除碳器
除碳器的作用是除去CO2。
原水中碳酸盐碱度，经过H离子交换，即转 化为H2CO3并存在平衡
克 / 毫升
(4)孔径、孔度、孔容和比表面积
孔径表示微孔的大小 孔度是指单位体积离子交换树脂内部孔的容积 孔容是指单位质量离子交换树脂内部孔的容积。 比表面积是指单位质量的离子交换树脂具有的比表 面积。一般比表面积越大，越有利于交换。 （5）含水率
树脂的含水率是指单位质量的湿树脂（除去表面的 水分）所含水量的百分数。一般在50%左右。 对于含有一定活性基团的离子交换树脂来说，含水 率可以反映树脂的交联度和孔隙率的大小。含水率 大，就表示孔隙率大，交联度低。
➢ 2、化学性能
(1)离子交换反应的可逆性
离子交换反应的可逆性，使离子交换树脂可 以反复使用的重要性质。例如当以含有硬度的水 通过H型离子交换树脂时，反应式为：
2RH Ca2
(2)酸、碱性
R2Ca 2H
H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂 的性能与电解质酸、碱相同，在水中有电离出H+ 和OH–的能力。
(3)中和与水解
离子交换树脂的中和与水解性能和通常的电 解质一样。
如H型离子交换树脂和碱溶液会进行中和反应：
RSO3H NaOH RSO3Na H2O
水解反应如：
具R有CO弱O酸N性a 或 弱H2碱O性基R团C的O离O子H 交 换Na树O脂H的盐 型容易水解。 (4)离子交换树脂的选择性
水处理工艺流程 (4)
水处理工艺流程1. 引言水是人类生活中不可或缺的资源，但由于人口增加、工业发展和环境污染等原因，水资源的供应变得越来越紧张。
因此，水处理工艺变得至关重要。
水处理工艺流程是一系列的处理步骤，旨在将不洁净的水转化为安全、可用的水源。
本文将介绍水处理工艺流程的主要步骤以及涉及的关键技术。
2. 水处理工艺流程水处理工艺流程可以分为三个主要步骤：预处理、主要处理和后处理。
2.1 预处理预处理是水处理工艺流程的第一步，旨在去除水中的悬浮颗粒、沉积物、颜色和味道等。
常见的预处理方法包括：•滤网过滤：使用物理屏障，如网状滤网，去除大颗粒、悬浮物和杂质。
•沉淀：通过加入化学混凝剂，使悬浮物凝聚并沉淀到底部。
•气浮：通过注入气体，使悬浮物浮起，并通过网状滤网进行分离。
2.2 主要处理主要处理是水处理工艺流程的核心步骤，旨在去除水中的溶解性物质、有机物、微生物和重金属等。
常见的主要处理方法包括：•活性炭吸附：使用活性炭去除溶解性有机物和色素。
•活性氧化：通过加入氧化剂，如臭氧或氯，氧化有机物和微生物。
•逆渗透：通过半透膜过滤，去除水中的溶解性物质和微生物。
•离子交换：使用离子交换树脂吸附并去除水中的离子，如钙、镁、铁等。
•超滤：通过微孔膜过滤，去除水中的颗粒、胶体和微生物。
2.3 后处理后处理是水处理工艺流程的最后一步，旨在提高水的稳定性和安全性。
常见的后处理方法包括：•pH调节：通过调整水的酸碱度，提高水的安全性。
•二次消毒：通过添加消毒剂，如氯或臭氧，杀灭水中的病原微生物。
•补充营养物质：根据实际需要，向水中添加适当的营养物质。
•净化：通过加入除臭剂、风味剂等，提升水的品质。
3. 水处理关键技术水处理工艺流程中涉及到许多关键技术，以下是其中的几个重要技术：3.1 活性炭吸附活性炭吸附是一种高效的去除水中有机物的技术。
活性炭的大孔结构和广泛的表面积使其具有很强的吸附能力。
通过调整活性炭的孔径和化学性质，可以使其对不同类型的有机物具有选择性吸附作用。
第6章 水的离子交换处理
1、体内再生
1）顺流再生 再生剂在交换柱中的流向和交 换工作时水的流向相同，即下 向流再生，下向流通水。顺流 再生时，底部树脂再生效果较 差。 顺流再生是一种较老的再生方 式。其设备简单，容易操作， 但再生剂耗量大、利用率不高 、树脂再生程度低、易出现离 子提前穿透现象、处理水的水 质不好。
1、体内再生
2）逆流再生 逆流再生时再生剂自下向上流经交换柱树 脂层，交换工作时水自上向下通过交换柱 。 逆流再生优点：设备内推动力比较均匀， 树脂再生程度比较完全，能获得较高的再 生度，与顺流式相比，显著提高工作交换 容量，再生剂用量较少，整个树脂失效才 出现离子穿透现象。 逆流再生的关键是保证树脂层不因再生剂 的流动而发生混合乱层现象，因而必须控 制再生剂流速。设备和操作相对顺流式较 为复杂，造价也高。 逆流再生应用非常广泛。
1.常用的离子交换除盐水处理的单元 一级复床离子交换除盐水系统就是由三个单元组成： 阳离子交换单元、脱碳（脱除二氧化碳）单元和阴 离子交换单元
6.3 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统
2.常用的离子交换除盐水处理的系统
6.4 离子交换设备
离子交换水处理系统的设备通常包括离子交换器、除碳器和再生剂系 统的设备等
再生剂用量以盐耗表示可按下式计算
4
6.1 离子交换软化水处理 四、钠离子交换软化系统
1. 单级钠离子交换软化系统
2. 双级钠离子交换软化系统
6.2 离子交换软化及脱碱处理
一、氢型强酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换
6.2 离子交换软化及脱碱处理
一、氢型强酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换
2、体外再生
体外再生就是将树脂 移入—个容器中，用 HCl，NaOH再生。 小型交换住（直径 200mm以下）一般 采用体外再生，其优 点是再生较充分，缺 点是易损耗树脂、易 污染。
工艺方法——脱盐水处理工艺
工艺方法——脱盐水处理工艺工艺简介一、离子交换法我国自上个世纪50年代就开始使用离子交换树脂的技术进行脱盐水的处理，可以说积累了丰富的经验，经过这些年的不断发展进步逐步实现了由间歇式工艺、固定床工艺向离子交换工艺的转变。
其工艺流程主要是：首先通过过滤系统将废水进行预处理，然后将废水注入过滤水槽，接着让原水与强酸阳树脂发生反应，将原水中的阳离子如钙离子，钠离子，镁离子等去除，接着将原水中的碳酸氢根离子分解成二氧化碳和水，以此二氧化碳被排出了，这样阴离子的在后面的去除中就更加便利了。
最后将经过一系列处理后的水与强碱阴树脂反应，水中的阴离子被去除了。
在整个过程中，离子交换系统可以让阴阳树脂不断再生，从而使周期不断的交替进行，直至废水达到排放标准。
优势：（1）设备初期成本较低，工艺流程比较简单，同时又便于操作。
（2）这种方式通过采用阴、阳树脂与废水中的阴、阳离子发生置换反应达到脱盐的目的，有点类似于化学实验中强酸、强碱与水中的阴阳离子发生的反应。
（3）在进行脱盐处理时，如果废水中盐的含量相对较低的情况下，这种离子交换的方法可以达到非常理想的脱盐效果，有利于水资源的充分利用。
不足：（1）这种方法在脱盐处理过程中产生的废液含盐量极高，且由于其酸碱值远远超出污水排放的标准，如果随意排放不但会造成管道的腐蚀，又会造成土壤的污染。
（2）由于废水成分的复杂性，往往会造成树脂被废水中的有机物或者杂质污染的情况，如果出现这种情况不但处理困难而且还影响了工作的顺利展开。
（3）在生产过程中，由于各种因素的影响树脂难免会有损伤、破碎的情况，另外随着阴阳树脂的不断再生，使用年限必将缩短。
二、膜分离技术虽然我国很早就对膜分离技术展开研究了，但由于成本过高和专业技术不完善膜分离技术一直没有得到广泛的应用。
目前在脱盐水处理中最常见的膜分离技术主要是反渗透法，其工艺流程主要是：首先将原水通过过滤器进行过滤，这样大大降低了浑浊的程度，除去了其中的大量杂质，然后利用活性炭吸收水中的有机高分子，难溶胶体以近一步去除水中的难溶物，以便达到反渗透用水的进水标准。
水的离子交换处理
水的离子交换处理第一节离子交换除盐原理、水的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成H+,用OH型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成OH-，进入水中的H+和OH-离子组成水分子H2O;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层，水中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。
这样，当水经过离子交换处理后，就可除尽水中各种的无机盐类。
该工艺中发生的H离子交换反应和OH离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下：(1)氢离子交换反应式：(HCO3) (HCO3)2RH + Ca(Mg,Na2) Cl2 → R2Ca(Mg,Na2) + H2Cl2SO4 SO4再生反应式为：2HCl Cl2R2Ca(Mg,Na2) + → 2RH + Ca(Mg,Na2)H2SO4 SO4(2)氢氧根离子交换反应式为：SO4 SO4Cl2 Cl22ROH + H2 CO3 → R2(HCO3)2 + 2H2OSiO3 (HsiO3)2再生反应式：SO4 SO4Cl2 Cl2R2 (HCO3)2 + 2NaOH → 2ROH + Na2CO32-(HSiO3)2 SiO3进入离子交换器的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。
它是天然水中碱度的主要组成部分。
当水经H离子交换后，碳酸氢盐转化成了碳酸，连同水中原来含有的碳酸，可用除碳器一起除去。
这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。
水中碳酸的平衡关系如下式所示：H＋+ HCO3- ≒H2CO3 ≒CO2 +H2O水中H＋浓度越大，平衡越易向右移动。
当水的pH值低于4.3时，水中的碳酸几乎全部以游离的CO2形式存在。
水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的气体，它在水中的溶解度符合亨利定律，只要降低水面上CO2的分压就可除去CO2。
除碳器就是利用这个原理除去CO2的。
第二节树脂层中的离子交换过程一、阳床工作特性阳床的作用是除去水中H＋离子以外的所有阳离子。
当其运行出水钠离子浓度升高时，树脂失效，须进行再生。
中盐离子交换
中盐离子交换
中盐离子交换是一种处理水的方法，利用特定的离子交换剂去除水中的离子，以达到净化水质的目的。
在离子交换过程中，水中的离子与离子交换剂中的离子进行交换，从而将有害的离子去除。
中盐离子交换技术广泛应用于水处理领域，特别是对于硬水的软化处理。
通过中盐离子交换，可以有效地去除水中的钙、镁等硬度离子，从而降低水的硬度。
这种处理方法不仅可以改善水的口感和外观，还可以延长设备和管道的使用寿命，防止水垢的形成。
在使用中盐离子交换技术时，需要根据具体的水质条件和处理要求选择合适的离子交换剂和工艺参数。
同时，需要注意对离子交换剂进行定期的再生和更换，以保证处理效果和延长使用寿命。
总的来说，中盐离子交换是一种有效的水处理技术，能够广泛应用于各种领域，为人们提供安全、健康和优质的用水。
离子交换与水处理
混合床结构：
混合床是圆柱型密闭容 器。其内部有进水装置、 排水装置、中部有再生时 排再生废液的中间排水装 置等。为了便于阳、阴树 脂分层，混合床中阳树脂 与阴树脂的湿真密度差应 大于0.15～0.20g／cm3。 国内混合床采用的阳、阴 树脂的体积比为1：2。
混合床结构示意图 进水装置 反洗空间
进碱装置 中间排液装置 树脂层
排水装置的作用：是均匀收集处理 好的水；另一个作用是均匀分配反 洗进水。
反洗空间 压脂层 200mm 中间排液装置 树脂层 1600mm 排水装置
逆流再生阳离子交换器结构图
2 . 除碳器
除碳原理 水通过阳离子交换器，水中的HCO3-与从树脂上交换 下来的H+结合，形成H2CO3极不稳定，随即分解生成的 CO2： H2CO3 H2O+CO2 水中的CO2，可以看作是溶解在水中的气体，它的溶 解度与气体分压的关系符合亨利定律，即在一定的温 度下气体在液体中的溶解度与该气体在液面上的分压 成正比。只要降低水面上CO2的分压力，溶于水中的游 离CO2就能解吸出来。 降低液面CO2气体分压的常用方法有鼓风和抽真空两 种。
排水装置
谢谢！
离子交换树脂的结构
其结构由三部分组成： 1.不溶性的三维空间网状结构构 成的树脂骨架，使树脂具有化学 稳定性和机械强度； 2.是与骨架相联的功能基团； 3.是与功能基团带相反电荷的可 移动的离子，称为活性离子，它 在树脂骨架中的进进出出，就发 生离子交换现象。
离子交换树脂结构图示
骨架：接有功能基团，本身是惰性
根据强碱阴树脂的交换规律，HSiO3-集中 在交换器中树脂的底部。所以当强碱性 OH型阴 离子交换器失效时，HSiO3-先漏出来，致使出 水的硅含量升高。 因强碱阴树脂的选择性顺序为：
离子交换原理以及工艺操作过程
离子交换原理以及工艺操作过程一、离子交换原理1. 离子交换概念离子交换是指在适当条件下，溶液中的离子与固体材料表面上的离子发生置换反应的过程。
离子交换材料通常是树脂或有机高分子物质，其上有大量的具有交换能力的功能团。
2. 离子交换机理离子交换反应是通过固体材料表面上的功能团与溶液中的离子之间通过化学键结合而实现的。
常见的离子交换反应包括阴离子与阳离子之间的交换反应，例如阴离子交换树脂对床磁化处理。
3. 离子交换应用离子交换技术广泛应用于水处理、电子工业、化工、生物制药等领域。
其中，水处理领域中的离子交换技术主要用于软化水、去除溶解物质和离子交换等。
二、离子交换工艺操作过程1. 预处理在进行离子交换工艺前，需对原水进行预处理。
常见的预处理方法包括过滤与沉淀，以去除水中的颗粒物质和悬浮物质，确保原水的清洁度。
2. 离子交换树脂的选择根据需要去除的离子种类和水质情况，选择合适的离子交换树脂。
常见的离子交换树脂包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
3. 离子交换操作a. 离子交换树脂的填充：将选择好的离子交换树脂填充至离子交换器的固定床层中，确保均匀分布。
b. 离子交换过程中的工艺操作：根据所需的离子交换反应，适当调节流速、温度和pH值等操作条件，促使离子交换反应充分进行。
c. 清洗和再生：离子交换树脂在一段时间后会逐渐失效，需进行清洗和再生操作，以恢复其交换能力。
4. 后处理对通过离子交换工艺处理后的水进行后处理，通常包括再次过滤、消毒等操作，以确保处理后的水质符合要求。
5. 操作条件控制在离子交换工艺操作中，需要对流速、温度、压力、pH值以及操作时间等条件进行严格控制，以确保离子交换反应能够充分进行，并获得理想的处理效果。
结语离子交换技术作为一种重要的水处理工艺，在提高水质、改善生活环境等方面发挥着重要作用。
通过了解离子交换的基本原理和工艺操作过程，可以更好地应用该技术，并不断提高其处理效果和应用范围。
第四章 离子交换法处理工业给水
2.交联剂：它是能在线性结构分子缩聚时起架桥作用，而 交联剂 使其分子中的基团键合成不溶的网状体结构的物质。常 用的交联剂是二乙烯苯
CH=CH2
CH=CH2
3.交换（活性）基团：它是联结在单体上的具有活性离子 交换（活性）基团 （可交换离子）的基团。它可以由有离解能力的低分子 [如硫酸H2SO4、有机胺 N(CH3)3等] 通过化学反应引接到 树脂内；也可由带有离解基团的 单体（如甲基丙烯酸） 树脂内 单体 直接聚合。 直接聚合
含水率和树脂的类别、结构、酸碱性、交联度、交换容 积、离子形态等有关。它可以反映离子交换树脂的关联度和网 眼中的空隙率。
（6）溶胀性和转型体积改变率 溶胀性主要是由于活性基团遇水而电离出离子起水合作用生成水 合离子，从而使交联网孔胀大所致的性能。分为绝对膨胀率和转型膨 胀率。 转型膨胀率是指离子交换树脂从一种单一离子型转 为另一种单 一离子型时体积变化的百分数。 干树脂浸泡水中时，体积胀大，称为绝对膨胀率。 （7）交联度 常用的凝胶型树脂含有2－12%的交联剂（二乙烯苯）。交联度取 决于制造过程，并对树脂交换容量、含水率、溶胀度、机械强度等性 能产生影响。 水处理用离子交换树脂的交联度7%－10% （8）耐磨性由于相互摩擦和胀缩作用，会产生破裂现象。
五、离子交换树脂的基本性能
1. 交换树脂的物理性能 （1）颜色：离子交换树脂依其组成不同， 呈现的颜色也各不相同：黄色、赤褐色、黑 色等。一般交联剂多、杂质多，树脂的颜色 就深。
凝胶型树脂呈透明半透明状态；大孔型树脂由于毛线 孔道对光的折射作用，则呈不透明状态。
（2） 形状 离子交换树脂均制成球形，且要求树脂的圆球率应达 到90％以上。圆球率越高越好，通水性好，水流阻力小，在一定 容积内装载量最大 （3）粒度 树脂粒度的大小，对离子交换水处理有较大的影响。 粒度大，交换速度慢； 大。 粒度小，树脂的交换能力大，但水通过树脂层的压力损失就 一般树脂粒径：0.3-0.6mm
反渗透—离子交换脱盐处理的优点
反渗透—离子交换脱盐处理的优点
反渗透—离子交换联合处理方式,能够有效降低水质多变性所带来的负面影响，并且可减少再生频率，从而得以提高了水处理装置运行的灵活性和可靠性能，在水源的选择上也有了更大的余地。
例如，原水含盐量从1000mg/L增至1500mg/L，反渗透设备在工作压力2.75MPa，出力仅下降1%～2%;而离子交换设备遇此情况，必然会严重降低交换容量。
这说明，反渗透设备的出力与水质的关系不在，只同工作压力差及水质成分所决定的渗透压差成比例变化。
这是反渗透工艺的一个很大的优点。
(1)离子交换设备的再生剂用量可以降低90%～95%，再生剂贮放场地可以大大减小。
(2)由于反渗透装置可以将原水含盐量降低到原来的1/10～1/20，因此除盐设备的盐泄漏可以有效减小，使其运行周期得以延长。
(3)延长了离子交换树脂的使用寿命周期。
(4)通常混床出水电导率为0.1μs/cm，反渗透-除盐联合系统约为0.07μs/cm。
(5)提高了对水源水质变化的适应性和出水质量的可靠性等两大性能。
(6)由于除盐设备排放的废液量减少了，这样更加有利于环境保护。
(7)原来不适宜采用离子交换除盐的水都可能用来作为除盐设备的进水。
(8)除盐系统可以简化，有的水源甚至在反渗透后用混床处理就可满足锅炉用水的要求。
(9)原水水质当中如果通常采用一般的处理方法不易除去的物质如胶体物质、有机物、铁离子、二氧化硅等也可被有效去除。
离子交换工艺简介
离子交换工艺简介离子交换工艺简介离子交换工艺除盐化学交换，需要酸碱再生，其再生频率大，酸碱用量大，对周围的水和大气环境均有较大程度的影响。
下面店铺为大家整理了关于离子交换工艺的文章，一起来看看吧!1离子交换的基本原理水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。
其中离子交换树脂应用广泛，种类多，而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。
离子交换树脂按结构特征，分为：凝胶型、大孔型和等孔型;按树脂母体种类，分为：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;按其交换基团性质，分为：强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。
⑴离子交换树脂的构造是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。
活性基团遇水电离，分成两部分：固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子，活动部分，能在一定范围内自由移动，并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应，称为可交换离子。
⑵基本性能①外观呈透明或半透明球形，颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等，②交联度指交联剂占树脂原料总重量的百分数。
对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响，一般水处理中树脂的交联度为7%～10%.③含水率指每克湿树脂所含水分的百分率，一般为50%，交联度越大，孔隙越小，含水率越少。
④溶胀性指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。
一般来说，交联度越小，活性基团越容易电离，可交换离子的水合离子半径越大，则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高，树脂溶胀率就越小。
在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期，减少再生次数，以延长树脂的使用寿命。
⑤密度分为干真密度、湿真密度和湿视密度⑥交换容量是树脂最重要的性能，是设计离子交换过程装置时所必须的数据，定量地表示树脂交换能力的大小。
分为全交换容量和工作交换容量。
⑦有效ph范围由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱，所以水的ph值对其电离会产生影响，影响其工作交换容量。
离子交换柱的原理
离子交换柱的原理
离子交换柱就是水中的离子和离子交换柱内树脂上的离子所进行的等电荷摩尔量的反应，通俗的说是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺。
离子交换柱主要是利用离子交换树脂中的离子同原水（液体）中的某些离子进行交换而将其除去，使水（液体）得到净化的方法。
已广泛应用于化工、电子、医药、纺织、电镀行业的制取纯水、硬水软化、药物和食品的脱色和提取、重要化工原料的回收以及污水处理等。
离子交换柱的原理
采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除，以氯化钠（NaCl）代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达：
1、阳离子交换树脂：R—H+Na+→R-Na+H+
2、阴离子交换树脂：R—OH+CL-→R-CL+OH+
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：
RH+ROH+NaCL—RNa+RCL+H2O
由此可看出，水中的Nacl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物只有H2O，故达到了去除水中盐的作用。
3、混合离子交换柱（混床）：
混床是装阳、阴树脂按一定比例（一般为1:2,以便阳、阴树脂同时达到交换终点而同时再生）装入混合柱而成；
实际上它组合成了水中的H+和OH-立即生成电离度很小的水分子（H2O）,几乎不存在阳床或阴床交换时产生的逆交换现象；
故可以使交换反应进行得十分彻底，因而混合床的出水水质优于阳、阴床串联组成的复床所能达到的水质，能制取纯度相当高的成品水。
水处理工艺——离子交换处理
3. 离子交换树脂的特性
物理性能 ： (1)外观。 (2)颗粒度。 化学性能： (1)交换反应的可逆性 (2)酸、碱性 (3)选择性。 (4)交换容量。 1)全交换容量。 2)工作交换容量。
(3)含水量。
(4)密度。 1)湿真密度。 2)湿视密度。 5)机械强度。 （6)耐热性
3.4 离子交换原理
HNO 3 HCI 1/2H2CO3
阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会有 其它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是Na+，故 习惯上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限值时，阳离子交换器被
判是漏Ca2+或Mg2+离子？这是因为水
CI CH2N (CH3)3 苯乙烯季胺盐阴树脂
2 离子交换树脂的命名
离子交换树脂产品型号是根据国家标准GBl631—79《离子交换树 脂产品分类、命名及型号》而制定的。 离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基团）名称、基本 名称依次排列组成。基本名称为离子交换树脂。大孔型树脂在全名称 前加“大孔”两字。分类属酸性的，在基本名称前加“阳”字；分类 属碱性的，在基本名称前加“阴”字。
离子交换树脂产品的型号以三位阿拉伯数字组成。第一位数字代
表产品分类，第二位数字代表产品骨架组成，第三位数字为顺序号， 用以区别功能基或交联剂的差异。代号数字的意义见表3.5.1和3.5.2 。
表3.5.1 分类代号
代号 功能基 0 强酸性 1 弱酸性 2 强碱性 3 弱碱性 4 螯合性 5 两性 6 氧化还原
二乙烯苯在高聚物中起的是空间架桥作用，使聚合物形成网状交联，聚合物 中二乙烯苯的含量愈多，白球的网状结构就愈坚固。我们通常把聚合物中二 乙烯苯的质量百分数叫做交联度。如交联度为7 ，就是指白球中二乙烯苯的 质量占7%。白球制备出来以后，再将白球通过磺化反应、氯甲基反应和胺化 反应，即可分别得到阴、阳离子交换树脂。下面就分别介绍。
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
2、体外再生
体外再生就是将树脂 移入—个容器中，用 HCl，NaOH再生。 小型交换住（直径 200mm以下）一般采 用体外再生，其优点 是再生较充分，缺点 是易损耗树脂、易污 染。
5.7.3 影响树脂再生的因素
1、再生剂的选择
再生剂的种类和质量直接影响到树脂的再生效果和处理水的质量 。一般来说，阳树脂的再生用HCl最好，因为HCl氧化能力很弱， 不会破坏树脂结构和氧化树脂，且从树脂上解析下来的离子大多 形成可溶的氯化物，便于清洗，减少了对树脂的污染。如用硫酸 作再生剂，解析下来的离子可能形成微溶性的钙、镁等硫酸盐沉 淀，堵塞孔道降低树脂的交换容量。但由于硫酸的价格非常便宜 ，工业上也常用不超过5%浓度的稀硫酸溶液作为再生剂。硝酸由 于其强氧化性，即使很稀也能使树脂氧化，破坏树脂的结构，影 响其寿命，一般不用。 阴树脂的再生一般用NaOH作为再生剂。用NaOH再生时，不仅 阴树脂的再生度高，而且去除硅的能力也强。从经济上考虑，对 交换容量大、再生较容易的弱碱性阴树脂，也可用Na2CO3或 NH3· H2O作再生剂，但其对强型树脂没有多大作用。 再生剂的质量也是影响再生效果的重要因素。如用工业级NaCl再 生阳树脂，由于其杂质含量高，尤其铁含量高，不但会降低再生 效果，而且会引起树脂的铁中毒。
第六章 水的离子交换处理
（2）冰冻；
（3）干燥；
（4）渗透压的影响。
32
§3 除CO2器
如果在氢离子交换后不立即将水中CO2去除，CO2 进入阴离子交换器，将会使阴离子交换器负担加重， 再生用碱量增多，还会影响阴离子交换器出水含量 SiO2。 一、除CO2器原理 水经H离子交换器后，水中HCO3－转变为H2CO3，连 同水中原有的CO2，其溶解量远远超出与空气中CO2含 量平衡时的溶解度，因此，根据亨利定律，在一定温 度下气体在溶液中的溶解度与液面上该气体的分压力 成正比，当液体中该气体溶解量超过它溶解度时，它 会从水中逸出。
（1）阳树脂的氧化
阳树脂被氧化后主要表现为骨架断链，生成低分
子的磺酸化合物，有时还会产生羧酸基团，其反应为：
30
阳树脂遇到的氧化剂主要是游离氯与水反应生成
的氧，其反应如下： Cl2 + H2O —→ HOCl + HCL HOCl—→ HCL +〔O〕
31
（2）防止阳树脂氧化的方法
a、在阳树脂床前设置活性炭过滤器； b、严格监督工业盐酸的氧化性； c、选用高交联度的阳树脂。 4、树脂的破碎 常见的原因有： （1）制造质量差；
19
（2）再生流速（4-8m/h） （3）再生液温度
对于阳树脂，再生液温度影响不大，一般可不进
行加温。
对于强碱阴树脂，再生液的温度对交换硅酸根的
树脂的再生效率及再生后制水过程中硅酸的泄漏量有 较大的影响，所以再生液应加热。 强碱Ⅰ型阴树脂适宜的再生液温度为40℃；强碱 Ⅱ型阴树脂适宜的再生液温度为35±3℃。
影响再生效果的因素很多，如再生方式，再生剂
的种类、纯度、用量，再生液的浓度、流速、温度等。
1、再生方式
电厂煤水处理流程
电厂煤水处理流程每个电厂由于发电机组容量不同，对于水处理工艺的要求也不同。
以下以35万瓦机组为例，水处理工艺流程为：水库水—混凝沉淀—原水箱—多介质过滤器—生水箱—超滤—清水箱—反渗透—阳离子交换器—罗兹风机—中间水箱—阴离子交换器—混合离子交换器—除盐水箱。
每一个电厂对上名称有所不同。
扩展资料：水处理的由来：在古时候，当时的人类没有先进的水处理技术，为了降低疾病的水传播，他们便是采用简单的格栅截留和自然沉降等方法进行水处理。
随后，经过多年观察和总结，他们也是发现了用砂子可以过滤掉细微悬浮物的方法，进而出现了药剂混凝预处理。
随着人类文明的不断进步，人类产生的垃圾以及对环境的大肆破坏，导致了水资源受到严重污染。
当各种传染病通过水传播，致使不少人染病或者死亡的时候，人们才是发现水处理是何等的重要。
也正是如此，人们才逐渐开始研究水处理技术。
从十九世纪末开始，工业技术得到长足发展，工业污水也是逐年翻倍产生。
而且当时的工业强国的河流、湖泊也是遭到严重污染，逐渐成为社会公害。
典型的例子有英国的泰晤士河中的鱼类近乎死亡殆尽、美国的密西西比河的生物大量死亡、日本熊本县水俣湾被甲基汞污染，导致了附近居民出现骨痛病。
人们发现，简单的化学、物理方法以及难以处理这些污水，研究出新型的水处理技术已经急不可耐了。
各国的科学家都开始着手研究水处理方法，最早是污水曝气试验，然后又是生物膜法，接着再是人工生物处理法，再到如今具有针对性的离子交换法、电化学法等高新技术。
上世纪九十年代，随着可持续发展的思想提出，不少国家也都开始利用系统工程的方法。
把经济发展与环境保护综合考虑了起来，水处理也不单是处理已经成形的污水，而是从源头开始加以控制。
由于最近几十年经济发展迅速，人们发现传统给水处理工艺已经难以满足社会的用水需求，故而也就开始将生物技术应用到给水工艺当中。
不仅如此，伴随水资源危机的产生，污水再利用的工艺也是成为了人们关注的一点。