工业给水处理3章离子交换
第三章离子交换树脂
3.密度 干真密度：干燥状态下，树脂材料本身具有的密度。 湿真密度：在水中充分溶胀后湿树脂本身的密度。 湿视密度：树脂在水中充分溶胀后的堆积密度(视密 度) 。 单位均为mg/L. 4.交联度 交联度为树脂合成时交联剂的用量，一般为7%~10%。 交联度越高，孔隙度越低，密度越大，对半径较大的 离子和水合离子扩散速度越低，交换量越小。 在水中浸泡，形变小，较稳定。
二. 离子交换树脂的分类
3.1.3 强碱性阴树脂
有两种强碱性树脂：功能基团为 三甲胺基称为强碱Ⅰ型 二甲基-β-羟基-乙基胺为强碱II型 水溶液中 R ≡ N＋OH－(Cl－)
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I型的碱性比II型强，但再生较困难，II型树脂的稳定性较差。 和强酸性树脂一样，强碱性树脂使用的pH范围没有限制
1/2H2SO4 1/2SO4 HNO3 NO3 1/2H2CO3 +ROH→ R 1/2CO3 + 2H2O HCl CI 1/2H2SiO3 HSiO3
发展史
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换 现象；
1876年Lemberg 揭示了离子交换的可逆性和化学 计量关系； 1935年人工合成了离子交换树脂；
1940年应用于工业生产；
1951年我国开始合成树脂。
2、离子交换树脂的定义
2.1离子交换树脂的定义
离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维 网状高分子材料，其外形一般为颗粒状。 不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机 溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。 常见的离子交换树脂的粒径为0.3～1.2mm。
骨架：接有功能基团，本身是惰性 固定离子：连接在骨架上，可与相 反离子结合 活性离子：与功能基团所带电荷相 反的可移动的离子 待交换离子：在吸附阶段可与活 性离子交换，与骨架上的功能基 团结合
工业水处理技术PPT课件
水资源－－水资源分布概况
水是自然界中分布最广的一种资源。它以气、液、固三种状态 存在。自然界的水主要指海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、 积雪、土壤水和大气水分等水体，其总员共约1.4×1019m3，如 果将其平铺在地球表面上，水层厚度可达到约3000米深，但是 绝大部分是咸的海水，加上内陆地表咸水湖、地下咸水．共约 占总水量的98％。而冰川、积雪约占总水量的1.7％．目前尚难 以利用和开发。.实际上可供开发利用的淡水只占总水量的0.3％ ，约为4×1019m3。因此，淡水是有限的宝贵资源。
由于天然水的pH值一般均在8.3以下，因此水中 CO32—的量极少，可以认为天然水中碳酸盐硬度的阴 离子就是HCO3—。（版述笔记）
二、工业用水的水质要求
工业用水通常包括工艺用水、锅炉用水、洗涤 用水以及冷却用水等。要求也不相同，下面着 重对锅炉用水和冷却用水的水质要求作些阐述：
(—)锅炉用水
锅炉用水是将水在一定的温度和压力下加热产生蒸汽，用蒸汽 作为传热和动力的介质。一般工矿企业常采用低压或中压锅炉 产生蒸汽作热源或动力用，这种锅炉对水质要求稍低；而发电 厂或热电站常采用高压锅炉产生蒸汽以推动汽轮机来发电，为 保证蒸汽对汽轮机无腐蚀和结垢沉积，这种锅炉对水质要求非 常高。因此，锅炉用水的水质要求根据锅炉的工作压力和温度 的不同而不同，不论何种锅炉用水，它对水的硬度拥有较严格 的限制。其他凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、 结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解 氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部或全部除去。
0.3%，水资源 是有限的。
土壤水
沼泽水
大气水
河水
生物水
永冻土 底冰 湖泊淡 水
表1世界部分国家人均水资源量比较表
发电厂水处理用离子交换树脂选用导则
发电厂水处理用离子交换树脂选用导则引言随着工业发展和人口增长，水资源的供应和保护成为全球关注的焦点。
发电厂作为重要的能源供应单位，需要大量的水资源来进行冷却和发电过程。
然而，这些水资源通常需要经过处理才能达到适合发电厂使用的标准。
离子交换树脂作为一种常用的水处理材料，在发电厂中起着重要的作用。
本文将介绍发电厂水处理用离子交换树脂的选用导则，以帮助工程师们选择合适的材料来满足水处理需求。
1. 发电厂水处理需求分析在选择合适的离子交换树脂之前，首先需要对发电厂的水处理需求进行详细分析。
这包括以下几个方面：1.1 水源质量不同地区的水源质量存在差异，可能含有不同浓度的溶解性固体、有机物和微生物等。
需要了解水源质量以确定所需去除或降低的污染物类型和浓度。
1.2 水处理目标根据发电厂的具体需求，确定水处理的目标。
常见的目标包括去除悬浮物、有机物、硬度成分、重金属离子等。
1.3 处理规模根据发电厂的处理规模确定所需的离子交换树脂容量和系统设计。
1.4 运行条件考虑到发电厂的运行条件，如温度、压力和PH值等，选择适合的离子交换树脂材料。
2. 离子交换树脂选用导则基于对发电厂水处理需求的分析，下面是选择离子交换树脂的一些建议：2.1 树脂类型根据水处理目标选择合适的离子交换树脂类型。
常见的几种类型包括阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和混床树脂。
阳离子交换树脂主要用于去除硬度成分和重金属离子，阴离子交换树脂主要用于去除无机酸和有机物质，混床树脂则可以同时去除阳离子和阴离子。
2.2 树脂性能根据水源质量和水处理目标，选择具有适当树脂性能的离子交换树脂。
这包括选择合适的孔径、交换容量和选择性。
孔径大小决定了对不同分子尺寸的去除效果，交换容量则表示树脂对离子的吸附能力，而选择性则决定了树脂对不同离子的优先吸附能力。
2.3 树脂再生考虑到经济和环境因素，需要评估树脂再生的可行性。
一些离子交换树脂可以通过再生来延长使用寿命，减少废物产生。
《给水处理》教学大纲
《给水处理》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务“给水处理”课程是环境工程专业的本专业推荐选修课。
给水处理是水工程学科的重要组成部分，该课程系统介绍了生活给水、工业给水及特殊水质给水处理的理论、技术、设备与工程经验。
通过该课程的学习，使学生掌握给水处理工艺流程及原理，熟悉相应的工艺设计计算，了解给水处理厂或净水站的运行维护，了解给水处理技术发展的新动态；丰富与补充学生在水工程学科方面的知识，为后续专业课程学习及环境工程实践奠定基础。
本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5、6和11。
三、学时分配教学课时分配四、教学内容及教学要求绪论第一节水源水质第二节给水水质标准1. 生活饮用水卫生标准2. 工业用水水质标准第三节给水处理方法概述习题要点：给水处理方法种类，给水预处理，给水深度处理第四节反应器1. 理想反应器模型2. 非理想反应器习题要点：CSTR反应器与PF反应器中反应物浓度变化本章重点、难点：原水中的杂质，反应器中反应物浓度变化。
本章教学要求：了解给水处理的对象；熟悉CSTR反应器与PF反应器中反应物浓度变化规律；掌握给水处理主要方法。
第一章混凝第一节混凝机理第二节混凝剂和助凝剂1. 混凝剂2. 助凝剂习题要点：给水处理中常用的混凝剂与助凝剂第三节混凝动力学1. 异向絮凝2. 同向絮凝3.混凝控制指标习题要点：混凝控制指标第四节影响混凝效果主要因素第五节混凝剂的配置与投加习题要点：混凝剂投加量的控制第六节混合和絮凝设备习题要点：混合设备种类，絮凝池的主要种类本章重点、难点：混凝机理，混凝控制指标，影响混凝效果的主要因素，混合和絮凝设备。
本章教学要求：了解混凝动力学，了解混凝剂的配置与投加；熟悉混凝控制指标，熟悉混凝设备；掌握混凝机理，给水处理中常见的混凝剂和助凝剂，掌握混凝效果的主要影响因素。
第二章沉淀和澄清第一节悬浮颗粒在静水中的沉淀1. 悬浮颗粒在静水中的自由沉淀2. 悬浮颗粒在静水中的拥挤沉淀习题要点：悬浮颗粒在静水中的自由沉淀规律第二节平流式沉淀池1. 非凝聚性颗粒的沉淀过程分析2. 凝聚性颗粒的沉淀过程分析3. 影响平流式沉淀池沉淀效果的因素4. 平流式沉淀池的构造5. 平流式沉淀池的设计计算习题要点：理想沉淀池，影响平流式沉淀池沉淀效果的因素第三节斜板与斜管沉淀池习题要点：斜板与斜管沉淀池的特点第四节澄清池1. 澄清池特点2. 澄清池种类习题要点：澄清池工作原理；主要的澄清池类型本章重点、难点：悬浮颗粒在静水中的自由沉淀、拥挤沉淀规律，理想沉淀池，影响平流式沉淀池沉淀效果的因素，斜板与斜管沉淀池的工作原理与适用场合，澄清池工作原理及主要类型。
工业水处理技术(精)
给水工程1. (概念硬度是水质的一个重要指标。
生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求,特别是锅炉用水中若含有硬度盐类,会在锅炉受热面上生成水垢, 从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗, 甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、引起爆炸。
因此,对于低压锅炉,一般要进行水的软化处理;对于中、高压锅炉,则要求进行水的软化与脱盐处理。
硬度盐类包括 Ca 2+、 Mg 2+、 Fe 2+、 Mn 2+、 Fe 3+、Al 3+等易形成难溶盐类的金属阳离子。
一般天然水中其他离子含量很少, 将钙、镁离子的总含量称为水的总硬度。
硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度,前者在煮沸时易沉淀析出,称为暂时硬度 ;后者在煮沸时不沉淀析出,称为永久硬度。
2. (经典题目。
看起来像大题 P395-396石灰软化》》为除去水中钙、镁离子,反而加入 Ca (OH 2,似乎存在着矛盾。
而其中道理可从下列反应中看出:(请记住反应式 , 自己看书记式子 1 Ca(OH2—— Ca2++2OH-2 2HCO 3-+2OH-—— 2CO 32-+2H2O 3 Ca 2++CO32-—— CaCO 3沉淀》》》》》》 Ca(OH2+2HCO3-——CaCO 3沉淀 +CO32-+2H2O (此 4式,可记住最后一条足以证明根据上述反应,每投加 1molCa(OH2,可去除水中 1molCa 2+。
此式说明熟石灰能去除碳酸盐硬度 ;熟石灰虽亦能跟水中非碳酸盐的镁硬度起反应生成氢氧化镁,但同时又产生了等物质量的非碳酸盐的钙硬度 :MgSO 4+Ca(OH2—— Mg (OH 2沉淀 +CaSO4MgCl2+Ca(OH2—— Mg(OH2沉淀 +CaCl2(这两条式子,考试时写出一个足以证明。
综上所述, 石灰软化主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。
但过量投加石灰,反而会增加水的硬度。
石灰软化往往与混凝同时进行,有利于混凝沉淀。
3. 离子交换树脂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。
离子交换树脂在水处理中的应用
离子交换树脂在水处理中的应用离子交换树脂在水处理中的应用一、引言水是生命之源，对人类的健康和生活起着至关重要的作用。
然而，随着人口的不断增加、工业的快速发展和化学物质的广泛使用，水资源的污染和短缺问题日益突出，对水的高效处理和净化显得尤为重要。
离子交换树脂作为一种重要的水处理材料，由于其优异的吸附性能和广泛的适用范围，被广泛应用于水处理领域。
本文将详细介绍离子交换树脂在水处理中的应用。
二、离子交换树脂的基本原理离子交换树脂是一种高分子聚合物材料，内部含有大量离子交换基团，能够与水中的溶解离子发生反应，实现离子交换作用。
树脂通常呈均匀颗粒状，具有较大的比表面积，从而提供了充沛的表面反应活性，使得离子交换过程高效快速。
离子交换树脂的工作原理是通过离子交换作用来去除水中的杂质离子。
当水中存在杂质离子时，这些离子将与树脂中的交换基团发生化学反应，从而与树脂上的离子发生交换。
交换基团通常具有正电荷或负电荷，根据需要可选择阳离子或阴离子交换树脂。
当水中的离子与树脂上的交换基团发生交换后，树脂上的杂质离子被吸附下来，从而实现水的净化。
三、离子交换树脂在水处理中的应用1. 软化水处理硬水中含有高浓度的镁离子和钙离子，这些离子会与皂化剂发生反应，形成不溶于水的沉淀物。
通过使用含有阴离子交换基团的离子交换树脂，可以将水中的钙离子和镁离子与交换基团发生反应，将它们去除，从而实现硬水的软化处理。
2. 淡化水处理海水或咸水中含有高浓度的氯离子、钠离子和镁离子等，直接饮用或工业用途不适合。
通过使用含有阳离子交换基团的离子交换树脂，可以将水中的杂质离子与树脂上的交换基团发生反应，将其去除，从而实现海水或咸水的淡化处理。
3. 除铁除锰处理水中的铁离子和锰离子会对水质产生严重的影响，对人体健康有害。
通过使用含有氧化亚铁或氧化锰沉淀的离子交换树脂，可以将水中的铁离子和锰离子氧化沉淀下来，将其去除，从而实现除铁除锰的处理。
4. 离子交换树脂在废水处理中的应用离子交换树脂可以吸附废水中的有机物、重金属离子和阴离子等有害物质，起到净化废水的作用。
常见的几种水处理技术
常见的几种水处理技术[摘要]：介绍了几种常用的纯净水的处理方法和应用范围，阐述了各种处理方法的原理和应用。
[关键词]：水处理；活性炭吸附；臭氧氧化；臭氧生物活性炭；膜分离技术；离子交换l 引言水是生命之源，人类的生产、生活一刻也离不开水。
而人们的饮用水从来都是具有生存和致病两重性的。
上世纪70年代人们注意到饮用水水源中的污染物种类繁多，主要含有微量的有机物、农药、重金属离子、氨氮及放射性物质等有害污染物。
随着科技和工农业生产的发展以及人类活动的频繁，新的污染物质如农药、增塑剂、洗涤剂、消毒剂的不断出现使全球使用的化学品超过60000种，其中70％可能对健康有害。
由于纯净水是不允许添加任何防腐剂和抑菌剂，故可从工艺、技术、系列净水设备等方面对受污染的水或自来水进行深度净化，把水中的重金属、三卤甲烷、有机物、放射性物质、微生物等有害、有毒、有异味物大部分去掉，消除这些污染物质对人体健康的直接和潜在危害，消除消费者对饮用水被污染的恐慌，满足消费者对“干净水”的要求，以其没有细菌、病毒，干净、卫生，口感好深受广大消费者的信赖。
2 纯净水生产工艺纯净水的生产大多使用自来水和地下水作为原水，其原水中或多或少含有各种各样悬浮物质(细菌、藻类及原生物、泥沙、粘土、及其它不溶物质)、胶体物质(溶胶，如硅酸及铁、铝的某些化合物，腐植胶体等)、无机盐类和一些有机物及气体。
生产饮用纯净水就是要将上述物质尽可能全部去除，使之成为高纯度的饮用水。
自1988年我国第一家纯净水厂在广东省建成投产至今，已经出现了多种纯净水的生产工艺，一般来说，纯净水的生产工艺采用石英砂滤、活性炭吸附、离子交换、精滤、反渗透、臭氧杀菌等多级净化，灌装采用1000级以上空气净化装置、紫外线、臭氧三重杀菌，以及全自动洗桶、消毒、灌装、封口一体机。
3生产过程中的重要工艺3.1 活性炭吸附分离纯净水在灌装前都必须经过过滤，以除去水中的泥渣、悬浮物、藻类、细菌、霉菌等杂质。
工业水处理知识与技术问答
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什么是三层混合床？ 离子交换塔内加入惰性树脂有什么作用？ 什么叫氢离子精处理？
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什么是除碳器？
影响除碳效果的因素有哪些？ 除碳器在运行中易出现哪些异常现象？应如何处理？ 多面空心球填料有什么优点？
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对离子交换器排水装置垫层的石英砂应有什么要求？
如何防止盐酸贮槽上发生酸雾？ 什么是超声波树脂清洗器？ 什么是树脂捕捉（集）器？ 如何去除体硅？ 测定水中硅酸时为什么要严格控制酸度？ 无钠水、无硅水是怎样制备的？
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顺流床反洗跑树脂应怎样处理？ 固定床逆流再生如何进行操作控制？ 固定床逆流再生工艺有些什么特点？ 逆流床的中间排水装置有什么作用？有什么要求？ pNa计测定阳床出水含钠量应注意什么？ 阴床出水电导率始终较高是什么原因？ 影响电导率测定的有哪些因素？ 复床的串联与组联排列运行有什么不同？ 如何从水质变化情况来判断阴、阳床即将失效？ 控制除盐水的运行终点有哪些方法？ 什么是混合床除盐处理？ 固定式混合床的结构如何？ 如何进行混合床的操作控制？ 为什么有时混合床的阴、阳树脂分层不明显？如何处理？ 混床出水pH值偏低是什么原因？
• • • • • • • • • • • • 什么叫离子交换剂？可分哪几类？ 离子交换树脂发展的简况怎样？ 磺化煤、天然绿砂及人造沸石有什么主要性能？ 磺化煤在使用时应注意什么？ 磺化煤为什么能“脱色”？应如何处理？ 什么是离子交换树脂？可分哪几类？ 离子交换树脂有哪些主要性能？ 离子交换树脂的结构是怎样的？ 离子交换树脂为什么制成球形？ 离子交换树脂的粒度及均匀性对水处理有什么影响？ 什么叫离子交换树脂的溶胀性？它与什么因素有关？ 什么叫离子交换？
工业用水中硅化合物的去除方法Microsoft Word 文档
工业用水中硅化合物的去除方法作者：佚名发布日期：2007-12-18 23:48:40 (阅197次)摘要：根据工业用水对于水质中硅含量的要求，介绍了混凝、反渗透、超滤、微泡浮选、电凝聚、离子交换脱硅和阻垢剂抑制硅垢等方法的使用效果和各种技术的新进展。
要害词：工业用水；硅化合物；脱除中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1000-4602(2000)04-0026-03工业用水中的硅化合物会对生产过程产生不同程度的危害。
工业锅炉补给水、地热水和冷却水的硅化合物易于形成硅垢，且形成的硅垢致密坚硬，难于用普通的方法清洗，严重影响设备的传热效率以及安全运行；电子工业用水中，二氧化硅会对在单晶硅表面生产半导体造成极大危害，降低电子管及固体电路的质量［1］；在造纸工业用水中，二氧化硅含量过高，将使纸质变脆；在人造丝工业用水中，硅酸含量过高将影响纤维强度和粘胶的粘度；在湿法冶金用水中，硅酸含量超过一定范围将出现乳化而影响生产。
为此在不同的给水处理系统中，均需充分考虑硅的脱除。
1 混凝脱硅混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来达到脱硅目的的一种物理化学方法。
这是一种非深度脱硅方法，一般的混凝过滤可去除60的胶体硅，混凝澄清过滤可去除90的胶体硅［2］。
1.1 镁剂脱硅在实际的水处理过程中，常将镁剂和石灰一起使用以保证脱硅效果。
镁剂脱硅的效果决定于［3］：①pH值：镁剂脱硅的最佳pH值为10.1～10.3。
为保证pH值，有必要在处理系统中加入石灰。
石灰不仅有调节pH的功能，而且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。
②混凝剂的用量：采用镁剂脱硅时，通常都加混凝剂。
适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性质，提高除硅效果。
一般所用的混凝剂为铁盐，其添加量为0.2～0.35mmol/L。
③水温：提高水温可以加速除硅过程，并使除硅效果提高。
40℃时出水中残留硅可达1mg/L以下。
④水在澄清器中的停留时间：水温为30℃时，实际停留时间应＞1h，40℃时约为1h，120℃时为20～30min。
水的物理化学处理方法
悬浮颗粒与气泡的黏附性
悬浮颗粒与气 泡的黏附性取 决于水对该种 物质的润湿性。
水对各种物质 润湿性的大小 可用它们与水 的接触角来衡 量。
水对颗粒物质的润湿性
当0时，这种 物质不能气浮； <90° ，这种物 质附着不牢，易 于分离；当 180 °时，这 种物质易被气浮。
对于亲水性颗粒
缺点：
•耗电、维修
第三节 水中溶解物质的去除
水的软化和除盐 离子交换法 吸附法 膜分离技术
一、水的软化和除盐
（一）软化的基本方法 加热软化：不能去除非碳酸盐硬度，很少使用 药剂软化：加入石灰，纯碱，石膏等药剂，使 Ca2+，Mg2+等离子沉淀。但是会有少量不能沉淀， 有残余硬度。 离子交换：用离子交换剂，将Ca2+，Mg2+等离子 交换出来，比较彻底。 （二）除盐的基本方法 有蒸馏法，离子交换法，电渗析等。
1)离子交换剂的分类及组成
离子交换剂分为无机和有机两大类。 无机的离子交换剂有天然沸石和人工合成沸石。 沸石既可作阳离子交换剂，也能用作吸附剂。 有机的离子交换剂有磺化煤和各种离子交换树脂。 离子交换树脂是一类具有离子交换特性的有机高 分子聚合电解质，离子交换树脂的合成一般是先 制备母体，然后通过化学反应引入相应的离子交 换基团。 生成离子交换剂的树脂母体最常用苯乙烯聚合物
对于亲水性颗粒，若用气浮法进行分离，则 需要经过浮选剂处理，使颗粒表面转变为具有疏 水性而附着于气泡上。 在废水中投加浮选药剂，选择性地将亲水性 的污染物变为疏水性，从而能附着在气泡上，然 后一起浮升到水面而加以去除的又一种水处理方 法，称之为药剂浮选法。 浮选分离的对象是亲水性固体悬浮物及重金 属离子等。两者的理论基础是相同的，有时统称 为气浮法。
化学预处理水处理设备原理
化学预处理水处理设备原理
化学预处理水处理设备原理主要包括以下步骤：
1. 沉淀：通过沉淀作用，悬浮颗粒物在水中沉降下来，从而与水分离。
2. 过滤：过滤过程是利用过滤介质，例如沙子或活性炭，来捕获悬浮颗粒和其他杂质，从而使水得到净化。
3. 化学处理：在这一过程中，向水中添加化学物质（例如氯或臭氧）以中和或去除污染物。
4. 离子交换：离子交换工作原理是将水中的离子与树脂上附着的其他离子进行交换，例如用树脂去除水中的钙离子和镁离子，并用钠离子代替它们。
以上步骤完成后，还需要对水质进行监测，以确保达到预定的水质指标和安全标准。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询化学专家或查阅化学书籍。
EDI简单原理
EDI简单原理EDI（Electro deionization）是一种具有革命性意义的水处理技术，它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，无需酸碱再生，而能连续制取高品质的超纯水。
它具有技术先进、操作简便、良好的环保特性，代表着一种行业方向，能广泛应用于电力、医药、化工、电子等行业。
它的出现是水处理技术的一次革命性的进步，标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行列。
超纯水的整个工艺流程是先经过预处理，然后加药杀毒，再经过RO反渗透系统，再使用EDI设备制取超纯水。
由于超纯水对水质的BOD和TOC等物质的含量要求比较高，所以一般会采取二级反渗透，后面的工艺比较多的采取了EDI的技术，在超纯水制备技术上EDI比较有优势。
EDI作为反渗透设备后的二次除盐制取超纯水的设备，可以制取高达10-18.2MΩ.CM的超纯水。
EDI设备无需化学药剂的再生，可以连续运行。
在具体的应用中，仅调节EDI的运行电流就可以改变其出水水质。
因此广泛用于微电子工业、半导体工业、发电行业、制药行业和实验室。
也可以作为制药蒸馏水、食物和饮料生产用水、发电厂的锅炉的补给水，以及其它应用超纯水的方面。
连续电除盐（EDI，Electro deionization或CDI，continuous electrode ionization），是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。
这一过程使离子交换树脂是电连续再生的，因此不需要使用酸和碱对之再生。
这种新技术可以替代传统的离子交换装置，生产出高达18MΩ-CM的超纯水。
可以比较清晰地描述如下：EDI是利用阴、阳离子膜，采用对称堆放的形式，在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂，分别在直流电压的作用下，进行阴、阳离子交换。
而同时在电压梯度的作用下，水会发生电解产生大量H+和OH-，这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。
工业锅炉水处理技术
工业锅炉水处理技术工业锅炉水处理技术很多,总体可分为锅外水处理和锅内水处理。
锅外水处理主要是水的软化,即在水进入锅炉之前,通过物理的、化学的及电化学的方法除去水中的钙、镁硬度盐和氧气,防止锅炉结垢和腐蚀。
锅内水处理就是往锅炉（或给水箱、给水管道）内投加药剂达到防止或减轻锅炉结垢和腐蚀的目的。
1、工业锅炉锅外水处理1）预处理。
在原水使用前应进行沉淀、过滤、凝聚等净化处理。
对于高硬度或高碱度的原水,在离子交换软化前,还应采用化学方法进行预处理。
化学预处理方法有:a.石灰软化处理。
将生石灰调制成石灰乳CaO H2O→Ca（OH）2,配置成一定浓度的石灰乳溶液后加入水中b.石灰纯碱软化处理。
除加石灰外,还加入纯碱Na2CO3,其作用是去除非碳酸盐硬度。
这种方法适用于硬度大于碱度的原水c.石灰-石膏软化处理。
当原水中碱度大于硬度时,单纯石灰软化只能降低与碳酸盐硬度相应的那部分碱度,而其余的钠盐碱度是不能除去的。
采用同时加入石灰和石膏（CaSO4）的方法,则可在软化水的同时降低水的钠盐碱度2）软化处理。
采用离子交换软化,基本原理是原水流经阳离子交换剂时,水中的Ca2 、Mg2等阳离子被交换剂吸附,而交换剂中的可交换离子（Na 或H ）则溶入水中,从而除去了水中钙镁离子,使水得到了软化。
3）除氧处理。
水中往往溶解有氧（O2）、二氧化碳（CO2）等气体,使锅炉易发生腐蚀。
GB1576-2001规定蒸发量≥6t/h的锅炉必须除氧,且含氧指标≤0.1mg/L（此指标范围内氧腐蚀的速度缓慢）,而淡水中氧的溶解极限水的温度升高,溶解度减小。
2、工业锅炉锅内水处理锅炉给水在炉外进行软化处理,可有效防止锅炉受热面上的结垢。
但需要较多的设备和投资,增加了人员和维护费用,这对某些小型锅炉房是比较难实现的,此时采用锅内水处理。
锅内水处理是通过向锅炉给水投加一定数量的药剂,与形成水垢的盐类起化学作用,生成松散的泥垢沉淀,然后通过排污将泥垢从锅内排出,以达到减缓或防止水垢结生的目的。
寻找优秀工业给水处理方法减少钠离子交换再生废液对地下水的污染
的某些舔 欠造 成的。 这些链 欠造 成 了一 些 误区 ，导致从 １ ８ ９ ５年 样 每 年 每 平 方 米 供 暖 砸 祗 可 节 约 煤 、 水 、 电、 盐 １ — ５ 元 ， 以后 凡 是有 锅炉 房 的地方 ，都 安 装 钠离 子变 换 器 ， 引起 地 下 并 且 极 大 地 保 护 了 地 下 ｚ Ｋ 水 被 食盐 ｌ 重污 染。 我 是从 １ ８ 业 ７年 发 现这 ＾ 问题 ，并 尽 力 宣 ９ 美国 已 限 钠 离 子交 换器 的使 用。 我 是 我 国在 大 学 中唯 主 讲 ” 工业 锅 妒 水 处 理 ”： 即压 力 ≤ ２５ ＭＰ ａ的低压 锯炉 ． 占全国 锅炉 总数 ９ ％ 二 ｌ 教 师。 ５ 我 国低压 锯炉水 质 标准 ＧＢ ７ ８ １ ６ ５ ５在 １ ８ 年 实 施 阻后 ， 由 ５ ９
质 如 何 ． 都 采 用 了 钠 离 子 交 换 水 处 理 方 法 。 每 个 采 暖 季 ， 每 个
为 了保护环 境 ，从 １ ８ ９年 起我 又 带三届 毕业 生从 事 “ ９ 中、 离子 交换器 从 而碱 少没 备 投资 ，减 少运 行 费用 及 降低 对地 下 术 的污 染 。 到 １ ９３年 我 基 本 上 攻 克 了 各 种难 关 ，完 成 了 ９ 中 、 小 型 连 续 石 灰 处理 器 的设 计 工 作 。 石 灰 处理是 种最 有效 、最 廉价 的水处 理 方法 ，在 北 方地
，
目前我 国地下 水 责 源遭 受 日益严 重 污染 ， 已严 重 危害 人 民 开始寻 找 更忧 秀 的水 处理 方法。在 １ ８ ９ ９年 我发 明了 系列 防腐 阻
的身体 健 康 １尤 其是 言 北方 有取 暖 锅炉 房 的地 区 ，地 下水 被 污 垢 ｛ ， 此 系 歹 药 剂 在 １ ９２年 涯 过 了 原 劳 动 部 部 级 鉴 定 ， 此 药 ｝ ＿ ｆ ９
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8.膜蒸馏（Membrane Distillation，简称MD） 9.正渗透 10.联合使用：RO+IE/EDI
6、7、8、9在下学期新技术中讲 各种海水淡化方法的能耗（1994，2008）
一、阴离子交换树脂的工艺特性
1.结构
阴离子交换树脂通常是在粒状高分子化合物母体的最 后阶段导入伯胺、仲胺或叔胺基团而构成的。胺是氨 NH3 中的氢原子被烃基取代的化合物。
氨分子中的一个、两个、三个氢原子被1、2、3个烃
基取代的胺分别为伯胺 R-NH2、仲胺 R=NH 和叔胺 R三N。 当它们中的四个氢原子被四个烃基所取代，则成为季铵碱， 即得强碱性阴离子交换树脂，简写为 ROH 。
第3章 水的除盐与淡化
第一节 概述
一、水的纯度概念（第1章已讲）
名称
TDS，mg/L 25℃，电阻率 MΩ.cm
海水： 6000～50000
苦咸水： 1500 ～6000
半苦咸水：1000 ～1500
淡水：
＜1000
可用于生活及生产
脱盐水： 1 ～5
0.1 ～1.0
纯水：
＜1
1.0 ～10
高纯水：
0～ 7 。因此在除盐系统中，弱碱阴床设置在强酸阳床之后。
（2）再生容易：NaOH，NaHCO3，Na2CO3，NH4OH 都可作为 再生剂，再生比耗1.2即可。
（3）交换容量大 ，与弱酸树脂相似。
（4）抗有机污染强，吸附后容易洗脱，可做强碱阴床前的 预处理。
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（5）弱碱树脂运行过程曲线
2R-NH3OH+H2SO4→（R-NH3）2SO4+2H2O pH值（0～ 7）
R-NH3OH+HCI→R-NH3Cl+H2O
pH值（0～ 7）
2R-NH3-OH+Na2SO4→2（R-NH3）2SO4+2NaOH （不能进行）
树脂上的活性基团在水中离解能力低，若水中pH值高，则水中OH—
会抑制交换反应的进行，前面也讲过，弱碱性树脂的有效pH值范围是：
ROH +H2CO3→RHCO3+ H2O
ROH+H2SiO3→RHSiO3+ H2O
式①和式②一般同时进行,但当［H2SO4］＞［ROH］中 OH-浓度时，①占优势，低浓度时②占优势。
从反应式看，阴离子交换出水应呈中性，但实际为弱
碱性，原因是阳床出水总有微量钠泄漏，使得阴床出水含 有微量氢氧化钠。
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（5）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，而大孔 性和等孔性要好一些。强碱性树脂被有机物污染后，交换 容量下降，出水导电率增加。
（6）强碱性树脂除硅的要求：
从强碱性树脂对水中各种阴离子的交换顺序可得：
ROH+NaSiO3→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。
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（4）强碱性阴树脂交换器的运行过程曲线
当清洗排水溶解固体等于进水总溶解固体时，将清洗 水回收，直到出水达到要求，这就是清洗水回收阶段，随 后进入运行阶段。当到达终点时，在硅酸泄漏过程中电导 率出现瞬时下降，由于出水中含有微量氢氧化钠为突然出 现的弱酸所中和，生成硅酸钠、碳酸钠，其导电性能低于 氢氧化钠的缘故。如阴床以硅酸泄漏为失效控制点，则电 导率瞬时下降可视为周期终点的讯号。
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（2）强碱性阴树脂对水中各种阴离子的交换选泽性也是不 同的，一般顺序为：
PO43—＞SO42—＞NO3—＞Cl—＞OH—＞F—＞HCO3—＞HSIO3— 电荷愈多，选择性愈好；
相同电荷时，原子序数愈高，水合半径愈小，则选者性愈好；
还与离子交换基团的性质有关；
强酸性选择性好。
（3）阴树脂的化学稳定性一般要比阳树脂差，易受氧化剂 的影响而变质，如水中存在氧化剂时，则会使：
淡化方法 多级闪蒸 反渗透 电渗析 冷冻法
能耗（kWh/m3）（目前） 比例（％）（目前）
30－37
（）
62
（约40）
8－14
（） 31
（大于50）
8－16
（）
3
（小于1）
28
4（其它）（）
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三、离子交换法制取纯水的纯度
类型
出水电阻率（ MΩ.cm）
复床（阳床＋除碳器＋阴床）
＜0.1
＞10
理论纯水：
18.3
电导率 μS/cm
1 ～10 0.1 ～1.0
＜0.1
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二、淡化与除盐的方法
淡化是指将含盐量高的海水或苦咸水处理成含盐量小 于1000的淡水过程，而除盐是指将淡水处理为含盐量更小 的纯水或高纯水的过程，本质上没有区别。 1.蒸馏：传统蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏 2.离子交换（ion-exchange，IE）：阳床、阴床、混床、双层床 3.电渗析（electrodialysis，ED）：发展为电去离子 4.反渗透（reverse osmosis，RO）：主流技术
0.1 ～1.0
混床
5.0
复床＋混床
＞10
蒸馏
0.1
思考： （1）二战时，美国飞行员装备有海水淡化急救包，六块海水脱盐剂， 可供一周使用，成分：溶胀土、氧化银、活性炭。 （2）海岛、海边渔民饮水问题 （3）江轮、海轮、军舰上的饮用水 （4）宇宙飞船上的饮水问题
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第二节 离子交换除盐方法与系统
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(R)4N-OH 季铵型
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2.强碱性阴树脂的工艺特性
（1）在水的除盐过程中，经氢离子交换的出水有各种强 酸、弱酸阴离子，有赖于强碱性阴树脂的去除，即除盐的 第二步。其反应式如下：
ROH+H2SO4→RHSO4+H2O
①
2ROH+ H2SO4→R2SO4+2 H2O
②
ROH+HCl→RCl+ H2O
ROH+H2SiO3→RHSiO3+H2O （H2O电离度极小）
总之，进水应呈酸性；漏钠量要低；再生条件要求高。再
生剂用量64－96kgNaOH/m3树脂，再生液浓度2％－4％，
再生时间不小于一小时，还可适当提高再生液的温度，
40℃－50℃，有利于除硅。
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3.弱碱树脂的工艺特性：
（1）只能吸附强酸阴离子（与强酸阴离子反应），不能吸 附弱酸阴离子。