第四章-离子交换处理doc资料

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污染控制化学-XXXX

国家级标准是指导标准，地方标准是直接执法标准。国家标准的执法作用是通过地方标准实现的。国家标准适用于全国范围。凡颁布了地方污染物排放标准的地区，执行地方污染物排放标准，地方标准未作出规定的，应执行国家标准。地方污染物排放标准一般严于国家排放标准。
环境质量标准：是为保护人群健康、社会物质财富和维持生态平衡，对一定的窨和时间范围内的环境中的有害物质或因素的容许浓度所做的规定。它是环境政策的目标，是制定污染物排放标准的依据，是评价我国各地环境质量的标尺和准绳。它也为环境污染综合防治和环境管理提供了依据。环境质量标准包括：大气环境质量标准、地面水环境质量标准、海水水质标准、城市区域环境噪声标准、土壤环境质量标准等。
量的好坏来表示环境遭受污染的程度。
自然因素
大水土环境质量影响因素气壤
社会因素
物理因素
化学因素
生物因素经济文化科技
声光热电磁、辐射
重金属 POPs 营养盐
生物多样性
外来物种入侵
第一章环境质量与环境标准
环境质量问题：作为中心事物的人类与作为周围事物的环境之间的矛盾。
实质是由于盲目发展、不合理开发利用资源而造成的环境质量恶化和资源浪费、甚至枯竭和破坏。生物环境破坏：森林锐减、物种灭绝等环境破坏非生物环境破坏：水土流失、地面下沉等
以生物体(界)作为环境的主体，其它非生命物质看成环境要素（生态环境）
按环境范围划分
特定空间环境(如宁航的密另舱环境)、车间环境、生活区环境(如居室环境、院落环境等)、城市环境、区域环境、全球环境和宇宙环境等
按自然环境要素
大气环境、水环境(如海洋环境、湖泊环境等)、土壤环境、生物环境(如森林环境、草原环境等)、地质环境等

《水的离子交换处理》课件

制备和应用
离子交换树脂可通过聚合反应、固化反应等方式制备。目前广泛应用于水处理、制药等领域。
水的离子交换处理技术
基本过程
离子交换处理的基本过程包括水的预处理、树脂选择、离子交换吸附、树脂再生等。
主要工艺流程
离子交换处理技术的主要工艺流程包括单床工艺、多床工艺、混床工艺等。
应用范围和优势
离子交换处理技术可应用于饮用水、工业用水、海水淡化等领域，具有高效、环保、可靠等优点。
பைடு நூலகம்
质的监测与管理
1
重要性和意义
水质的监测和管理是保障用水安全、合理利用水资源的重要手段。
2
方法和技术
水质的监测可通过采集水样、测定水质指标、分析水质污染源等方式进行。
3
未来发展方向
未来水质监测将引入更先进的技术和设备，提升监测精度和效率。
总结
离子交换处理技术的作用
离子交换处理技术在水的净化和处理中发挥着重要作用。
离子交换处理技术的优缺点
离子交换处理技术具有高效、环保等优点，但存在成本较高等缺点。
未来的发展趋势
未来离子交换处理技术将朝着智能化、高效化方向发展。
Q&A
• 问：离子交换处理技术是否还存在着局限性？ • 答：离子交换处理技术存在着成本较高、树脂寿命有限等局限性，需
要不断完善和优化。 • 问：离子交换处理技术与其他净水技术相比，有何优劣之处？ • 答：离子交换处理技术相对于其他净水技术具有高效、环保等优点，
离子交换处理的原理是通
净化水质的技术。
水中的重金属离子、放射
过交换树脂上的离子与水
性物质和其他污染物，是
中的离子进行交换，使水
保障水安全的重要手段。

第四章离子交换法处理工业给水2

第四章离子交换法处理工业给水
4.2 离子交换的基本原理四、离子交换树脂层内的工作过程 1. 离子交换树脂层内的交换过程以装有钠型树脂的离子交换柱为例，当通过含有Ca2+ 的水时，钠型树脂层内会进行交换反应，并发生系列的变化。交换反应进行一段时间后，停止运行，逐层取出树脂样品，并测定其所吸附的钙离子含量，以“饱和程度”表示。饱和程度：单位体积树脂所吸附钙、镁离子量与其全交换容量之比，以百分比表示。饱和程度曲线。
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。
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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。
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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。
1
用白点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。

水处理技术 4第四章离子交换除盐

离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。在工业用水中占有极其重要的位置，用以制取软水或纯水。
4.1 离子交换树脂
某些物质遇到溶液时，可以将其本身所具有的离子和溶液中同符号离子发生相互交换，这种现象称为离子交换，具有离子交换性能的这种物质称为离子交换剂。
• 新树脂常含有未参加反应的有机物和铁、铅、铜等无机杂质，使用前必须进行处理，以除去这些杂质，
• 离子交换树脂在运行过程中，可能受到进水中氧化剂如游离氯的氧化而变质，这种变质是无法恢复的。也可受到外来杂质的污染而改变其性能，影响出水水质和周期制水量。但可以采取适当措施，清除污染物，使树脂性能复原或有所改进。阳树脂的污染和复苏，阳树脂会受到进水中的悬浮物、铁、铝、油、CaSO4等物质的污染。运行中可针对污染物的种类采取不同的处理方法。
当增加离子交换剂层高度时，树脂交换能力的平均利用率会提高。热力发电厂水处理用的离子交换剂层的高度，一般最低不低于 1.0m，有的高达3.5m。但不能太高，否则水通过交换剂时压降太大，给运行带来困难。
RH树脂与水中Ca2+、Mg2+、Na+交换时出水水质
4.3 水的离子交换处理
一、离子交换除盐系统
2.氢氧根离子交换反应交换反应式为：
SO4
SO4
2ROH
H
Cl 2 2CO
3
R
Cl 2 2 ( HCO3)
2
2H 2O
SiO3
( HSiO3) 2
再生反应式为：
SO4
R
Cl 2 2 ( HCO3) 2
2NaOH
2ROH
SO4
Na
Cl 2 2CO

《放射性废物的处理与处置》(4)气、液体处理

放射性废物处理与处置
第四章气载和液体低中放废物的处理筛板塔泡罩塔填料塔：填料增加气液两相的接触面积。对于＞3µm粒径的颗粒，去除率约为90%。喷淋洗涤器：喷淋的碱洗液如NaOH、KOH或 Na2CO3，可吸收NOx、SOx、HF、HCI等。文丘里洗涤器：包括收缩段、喉管和扩散段。可去除气体中较多尘粒和吸收气态污染物，对 0.1～100µm尘粒，去除率80%～99%。
放射性废物处理与处置
第四章气载和液体低中放废物的处理
HEPA的使用两端设置压差计，发生阻塞，压差会升到高于500Pa；发生蚀穿，压差会降到低于10Pa，必须更换过滤器芯。设置固定式γ仪表，监测过滤器外表面γ 辐照剂量率。前端设置预过滤器、除雾器，将进气加热升温到露点以上。
放射性废物处理与处置
放射性废物处理与处置
第四章气载和液体低中放废物的处理放射性废气主要产自放射性操作工艺过程的排气和设备泄漏，此外，还来自放射性实验室和厂房的排风。放射性废气中通常含有放射性粉尘、气溶胶、惰性气体和挥发性核素等。与液体、固体废物相比，气载放射性废物排放可能造成的污染范围更大，对环境的影响更难预测和控制，因此，其净化处理及排放控制更应引起足够的重视。
放射性废物处理与处置
第四章气载和液体低中放废物的处理 4.3低中放废液的净化处理 4.3低中放废液的净化处理各类放射性废液的比活度、含盐量差别很大，处理方法也不一样。核工业放射性工艺废液一般需要多级净化处理，低、中放废液常用的处理方法有絮凝沉淀、蒸发、离子交换（或吸附）和膜技术（如电渗析、反渗透、超滤膜）。高放废液比活度高，一般只经过蒸发浓缩后贮存在双壁不锈钢贮槽中。
放射性废物处理与处置
第四章气载和液体低中放废物的处理衰变贮存核电站工艺废气中的短寿命的惰性气体加压贮存：约0.8MPa，贮存60d左右，133Xe可衰变掉99.9%以上。优缺点：工艺成熟，系统简单；但设备庞大，容易出现泄漏。活性炭滞留床：工艺废气的氪和氙优点：常温常压运行，操作简单，可靠性高。

第四章离子交换水处理

4.3 离子交换除盐水处理
弱碱阴树脂的再生：
再生特点：极易用碱再生，碱耗比低。
弱碱树脂特性：交换容量高于强碱树脂，抗有机污染能力强。设在强碱阴床前，可减轻强碱树脂的负荷，并保护其不受有机污染。
4.3 离子交换除盐水处理
4.3 离子交换除盐水处理
常见的化学除盐主系统及其选择采用阳、阴离子交换器组成主系统时，通常参照下面的原则： (1)第一个交换器应是H型交换器。 (2)弱酸性阳树脂；适用于处理碱度大或碳酸盐硬度大的水。 (3)弱碱性阴树脂；是用于处理强酸阴离子含量大的水。 (4)除硅必须采用强碱性阴树脂。 (5)水质要求高时应设混床。 (6)除碳器应置于强碱性阴树脂之前，以保证除硅效果。
4.2 软化脱碱水处理
H型弱酸离子交换过程（目前应用广的主要是丙烯
酸型）
4.2 软化脱碱水处理
•由于电离较弱，只能去除碳酸盐硬度
2 RCOOH Ca( HCO3 ) 2 ( RCOO) 2 Ca 2 H 2O 2CO2 2 RCOOH Mg ( HCO3 ) 2 ( RCOO) 2 Mg 2 H 2O 2CO2
4.4 离子交换装置及其运行三塔式移动床
4.4 离子交换装置及其运行
各种类型的交换器，各有其特点。从实践看，应用最普遍的仍属固定床，并且可制得纯度很高的水，连续床适用于软化处理，当供水量不大，对水质要求又不太高时，移动床是可行的。流动床应用很少。
4.5 混合床
混合床是将再生后的阳、阴离子交换树脂放在同一个交换器中并混合均匀。混床的设备结构示意见图4-42。混床的运行分反洗分层、再生、混合、正洗和交换五个步骤，其中反洗分层是运行操作的关键。
第四章
离子交换水处理

4 离子交换

x—平衡时,水相中B+的分率,其值为：y=[B+]/([A+]+[B+])。
二阶对一阶离子交换反应通式为：
2RA B2 R2 B 2 A
其离子交换选择系数为
K
B* A
[ R 2 B][ [RA]2[
A ]2 B2 ]
y (1 y)2
. (1 x)2 x
E C
0 0
.K
B A
式中
K
B* A
—表观选择性系数；
✓ 按设备的功能分为：阳离子交换器、阴离子交换器和混
合比离子交换器
✓ 固定床离子交换器间歇工作过程
1. 离子交换过程
在床层穿透以前，树脂分属于饱和区、交换区和未用区，真正工作的只有交换区内树脂交换区的厚度取决于所用的树脂、离子种类和浓度以及工作条件。
从交换带来讲，要经历两个阶段： 1）形成阶段； 2）下移阶段。
Na+
Na+
OH Na+
CO+lH--++OOH+H－Cl-+ +
ClOH
－
OH-Cl- Na+
交换前
交换达到平衡后
强酸性苯乙烯型阳离子交换树脂
大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂
阳离子交换树脂的强弱顺序：
R—SO3H＞R—CH2SO3H＞R—PO3H2＞R—COOH＞R—OH 磺酸基次甲基磺酸基磷酸基羧酸基酚基
1.非中性盐的分解反应：
R(COOH)2+Ca(HCO3)2 → R(COO)2Ca+2H2CO3 R=NH2OH+NH4CL → R=NH2CL+ NH4OH
2.强酸或强碱的中和反应：

第四章离子交换法

离子交换树脂的结构离子交换树脂是具有特殊网状结构的高分子化合物，由空间
网状结构骨架（即母体）和附着在骨架上的许多活性基团所构成。活性基团遇水电离，分成：固定部分和活动部分
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树脂的网络骨架
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2.2离子交换树脂的分类一般按树脂所带功能团的性质不同分为阳离子交换树
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离子交换法的应用：（1）从贫液中富集和回收有价金属：贵金属和稀有金属；（2）提纯化合物和分离性质相似的元素：稀土分离；（3）处理某些工厂的废水；（4）生产软化水。
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第二节离子交换树脂及其性能
2.1离子交换树脂的结构
（1）高分子部分：聚苯乙烯或聚丙烯酸酯等。连接树脂的功能团的作用。
柱上离子交换分为运动树脂床和固定树脂床。
交换柱内离子交换过程：B A B A
柱上中层为交换层。
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漏穿容量（V V1 )C mol / L
废水中只有一种离子B+
V2
V 至漏穿时流过的料液体积；V1 树脂床的空隙体积；
进水（C0）
C V2 树脂床的体积；C 料液中金属离子浓度。
(c V）Na OH 交换容量＝
(c
V)
HCl
100 25
m 树脂(g)
100
0.1100 0.112.5
25 5(mmol.g 1 )
1
阳离子交换树脂：交换容量＝ c V NaOH NaOH c HCl VHCl
干树脂质量 (g)

第4章离子交换分离法

（2）弱碱性阴离子交换树脂
具有弱碱性的活泼基团：-CH2NH3+Cl -CH2NH2(CH3)+Cl -CH2NH(CH3)2+Cl 此类树脂的交换能力受酸度的影响较大。
大孔弱碱性苯乙烯型阴离子交换树脂
3、特殊的离子交换树脂
具有高选择性的离子交换树脂
选择性好，可用于阴、阳离子的分离。
螯合树脂
特点：高选择性和高稳定性。
据交换基团酸性的强弱，分为强酸性，弱酸性。
OH
R SO3 H R SO3 H R CH 2 SO3 H R PO3 H 2 R COOH R OH强酸性来自中等酸性弱酸性
(1) 强酸性阳离子交换树脂含有强酸性活泼基团-SO3H, 可分为聚苯乙烯型和酚醛型。
强酸性苯乙烯型阳离子交换树脂
例如：聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂是聚苯乙烯与二乙烯苯的共聚所得的聚合物，再经浓 H2SO4磺化而制得强酸性阳离子交换树脂：
聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂图中以波形线条代表树脂的骨架，活性基团磺酸基（—SO3H）。
R代表树脂的骨架，与Na+发生交换
交换过程：
RSO RSO 3 H Na 3 Na H
一、唐南膜理论
二、离子交换的亲和力三、离子交换平衡四、离子交换反应动力学
§4.3
离子交换分离法的基本原理
一、唐南膜理论
1、树脂在水中溶胀后，树脂表面和外界溶液之间的界面可以看成是一个半透膜，膜的一边是树脂相，膜的另一边是液相。
2、树脂网状上的固定离子不能透过膜，而平衡离子则可以通过膜进行扩散。 3、由于树脂中的固定离子的存在，使能通过膜的可交换离子在膜的两边处于不均匀的平衡状态。

水的离子交换除盐(共68张PPT)

〔1〕求该水质的含盐量、硬度、碱度各为多少毫摩尔每升？〔2〕假设对上述水质进行一级复床除盐处理，H型阳离子交换器的直径为2米，内装强酸
阳离子交换树脂层高度为2米，交换器出水平均酸度为1.5mmol/L，交换器出力为50t/h ，交换器运行20小时后失效，求该交换器中交换挤的工作交换容量是多少？
为便于树脂粒度的粒度比较，采用了有致粒径和均匀系数两项指标。有效粒径是指颗粒总量的10%通过而90%保存的筛孔径；均匀系数是指通过 60%球粒的筛孔孔径与通过10%球粒的筛孔孔径的比值。均匀系数反映树脂粒度的分布情况，其值愈大表示粒度分布愈均匀。
(2)密度
• 湿真密度＝湿树脂质量/颗粒本身总体积
4、计算离子交换器中装载树脂所需湿树脂的重量时，要使用〔
。
〕密度。
〔A〕干真；〔B〕湿真；〔C〕湿视；〔D〕真实
4.2 一级复床除盐
4.2.1 一级复床除盐原理 4.2.2 阳离子交换 4.2.3 阴离子交换
4.2 一级复床除盐
一级化学除盐系统由阳离子交换器、除碳器和阴离子交换器所组成，其组合方式分为单元制和母管制。
(CJ-CC)V VR
对于阳离子交换树脂的工作交换容量:
(JD进+SD出)V
QG=
VR
Eg. 某电厂原水分析结果如下：Ca2+=30mg/L，Mg2+=6 mg/L，Na+=23 mg/L ，Fe2+=27.9 mg/L，HCO-3=122 mg/L，Cl-=35.5 mg/L，SO42--=24 mg/L ，HSiO-3=38.5 mg/L。〔提示：原子量Ca=40，Mg=24，Na=23，Fe=55.8， H=1，C=12，O=16，Cl-=35.5，S=32，Si=28)

离子交换树脂使用手册

国产离子交换树脂使用手册第四章离子交换树脂的基本性能离子交换树脂的基本性能包括以下几个方面，现分别简述如下：一、树脂的外观新的树脂因结构、基团、离子形态、制造工艺等因素的不同，而有黄色、褐色、白色、棕色、黑色、灰色等各种颜色，以满足具体使用中不同场合的需要。

常用水处理用的树脂外观一般为：凝胶型的苯乙烯系树脂一般为透明的淡黄色颗粒；而大孔树脂则为不透明（或微透明）颗粒；大孔苯乙烯系阳树脂一般为淡黄色或淡灰褐色颗粒，大孔苯乙烯系阴树脂为白色颗粒；丙烯酸系的树脂为白色或乳白色颗粒。

同一种树脂在不同的离子形态时会发生颜色上的变化，如001x7树脂由再生态到失效态时的颜色是由深到淡，由失效态到再生态，又由淡到深。

这种变化是可以逆转的，树脂受污染时，其颜色也会发生根本性的变化，其颜色的变化程度一般与树脂受污染的程度成正比，并且较难逆转。

因此，树脂在使用的过程中，要随时留意其颜色上的变化，以判断树脂污染的程度。

如201x7树脂受铁或有机物污染时，颜色变深甚至黑褐色。

001x7树脂受氧化剂破坏时，其树脂交联和交换基团都将被氧化，树脂的颜色也将变淡，树脂体积增大，由此树脂易碎和体积交换容量下降。

二、粒度树脂的粒度大小和均匀性，对运行的影响较大。

粒度大，比表面积就小，交换速度就慢；粒度太小，虽然交换速度快，但是，运行时的阻力又大；因此，国家标准根据不同的交换器床型（不同床型的运行流速不同）相对应的树脂型号，规定了相对较合理的粒径范围（参考国标）。

三、树脂的溶胀及转型体积改变率树脂在干燥的状态下（惰性树脂除外），遇水会迅速膨胀。

因此，当树脂脱水时，不能直接与水接触，而要用饱和的食盐水浸泡，减缓膨胀速度，防止树脂的破裂。

树脂不同的交联度，其膨胀系数也不同，体积改变率的大小与交联度成反比。

交换容量的大小与溶胀率成正比。

可交换离子价数越高，溶胀率越小。

同价离子，水合能力越强，溶胀率越大。

当然，树脂转型膨胀率的规律在实际的应用中较为复杂，因为它往往是多种离子间的交换。

年产5000吨山梨醇生产工艺

《食品工程原理》课程设计题目:年产5000吨山梨醇生产工艺-离子交换选型及论证学院：农业工程与食品科学学院专业：食品科学与工程专业学生姓名：指导教师：课程设计时间：2011年1月4号—-2011年1月14号摘要介绍了年产5000吨山梨醇的生产工艺流程、各步的操作要点、物料衡算、山梨醇在生产生活中的应用,离子交换处理的选型等.关键词:山梨醇生产工艺设计目录摘要…………………………………………………………目录…………………………………………………………第一章前言 (1)1.1 概述 (1)1。

2性质 (1)1。

3主要用途 (1)第二章工艺流程 (3)2.1 工艺流程论证及选则 (3)2。

1。

1 氢化法生产技术 (3)2。

1。

2 电解法生产技术 (3)2.1.3 发酵法生产技术 (3)2.2 工艺说明 (4)2.2。

1 原料处理 (4)2。

2.2 加氢 (4)2.2。

3 加氢液的精致与浓缩 (5)第三章物料衡算 (6)第四章离子交换设备选型 (7)4。

1 离子交换树脂分类 (8)4.2 设备选型 (8)结束语 (9)参考文献 (10)致谢 (11)第一章前言第一章前言1.1 概述山梨醇是和甘露醇、木糖醇、麦芽糖醇等相同的可食用糖醇，在自然界广泛存在于水果，如苹果、梨、樱桃、乌梅中，在烟草和海海藻中也含有少量山梨醇。

由于食用糖醇在自然界的原料中含量太低,所以商品山梨醇是用较纯的结晶葡萄糖氢化制得.山梨醇和其他糖醇比较，具有原料充足、工艺简单、成本低廉、用途广泛的特点。

山梨醇工业的发展，是因为合成维生素C的需要，至今为止，世界上维生素C是以山梨醇作为起始原料。

随着经济技术的发展,山梨醇已广泛应用于医药、表面活性剂﹑醇酸树脂、日化、食品行业.美国1995年仅产山梨醇2万吨，到1960年达3万吨以上，1980 年后生产能力8.5 万吨.1989年生产能力为19。

8 万吨，1990 年为23.7万吨，1991年为25万吨，美国在七十年代山梨醇应用于维生素C占25％，其他为制药占12%，表面活性剂占15%，牙膏化妆品占10%,树脂5%，食品15％,粘合剂5％，其他15%。

4.第四章离子交换的基本知识

规律：

强型树脂既可以和对应的强酸弱酸或强碱弱碱发生中和反应，也可以分解中性盐类
弱酸性阳树脂只能去除与HCO3-等弱酸根离子结合的阳离子弱碱性阴树脂只能和强酸发生中和反应

5.树脂的交换容量(Exchange Capacity)

表示树脂交换能力大小的指标。质量表示法单位：mmol/g( 1 I n) 体积表示法

3.均孔型强碱型阴树脂
四、离子交换树脂的型号和命名

凝胶型离子交换树脂的型号用三位阿拉伯数字表示，联接符号后第四位阿拉伯数字表示交联度值

001×7— (凝胶型)强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，
交联度为7%

201×7— (凝胶型)强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，
交联度为7%
大孔型离子交换树脂的型号
h

③交换剂层高度： h ↑ , EG ↑
④离子交换器的构造：布水越均匀，EG ↑ ， D 越大，EG ↑ ⑤运行条件：流速↑， EG ↓，温度↑， EG ↑ ⑥再生程度 ⑦交换剂质量
1
树脂本身的性质：强酸阳树脂 800~1000mol/m3( n I n ) 强碱阴树脂 250~350mol/m3( 1 I n )
速度控制步骤
内扩散
膜扩散
2.影响离子交换速度的因素

(1)树脂的交联度
(2)树脂的颗粒大小
(3)水中离子浓度
(4)水温
(5)流速与搅拌速度 (6)水中离子的本性 (7)树脂的孔型
第四节动态离子交换过程
一、水中阳离子只含Ca 2+时和RNa交换剂的交换
图4-10 只含Ca2+的水通过Na交换剂时，出水

第四章-离子交换处理教学内容

第四章-离子交换处理教学内容第四章-离子交换处理离子交换处理第一节离子交换基本知识一、磺化煤：是一种半合成的离子交换剂。

它利用煤本身的空间结构作为高分子骨架，用浓硫酸处理（磺化）引入活性基团而制成。

二、离子交换树脂：是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。

可以人为地将其分子结构分为两部分；一部分称为离子交换树脂的骨架，是高分子化合物的聚合体，具有庞大的空间结构，支撑着整个化合物；另一部分是带有可交换离子的活性基团，化合在高分子骨架上，提供可交换的离子。

三、离子交换树脂的分类1、按活性基团的性质分类，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

2、按离子交换树脂的孔型分类，可分为凝胶型树脂；大孔型树脂。

3、按单体种类分类，可分为苯乙烯系、丙烯酸系等。

四、离子交换树脂的命名方法五、离子交换树脂的性能（一）、物理性能：1、颜色2、形状3、粒度4、密度5、含水率6、溶胀性7、耐磨性8、溶解性9、耐热性10、导电性（二）、化学性能：1、酸碱性2、离子交换反应的可逆性3、中和水解4、离子交换树脂的选择性5、交换容量全交换容量：表示一定量的离子交换树脂中所有活性基团的总量。

即将树脂中所有活性基团全部再生成某种可交换的离子，然后测定其全部交换下来的量。

工作交换容量：是在交换柱中模拟水处理实际运行条件下测得的交换剂的交换容量。

平衡交换容量：将离子交换树脂完全再生后，与一定组成的水溶液作用到平衡状态的交换容量。

六、离子交换原理第二节水的离子交换处理一、强酸性阳树脂的交换特性；二、弱酸性阳树脂的交换特性：三、NA型树脂离子的交换软化四、H—Na离子交换转化除碱五、强碱性阴树脂的工艺性能：（一）再生（二）交换六、弱碱性阴树脂的工艺性能第三节固定床离子交换原理及设备一、水中阳离子吸有Ca2+时和Na型交换树脂交换二、水中含有Ca2+、Mg2+和Na+时与H型交换剂的交换三、固定床离子交换装置（一）顺流再生固定床离子交换装置1、交换器的结构2、交换器的运行：1、反洗2、再生3、正洗4、交换反洗的目的：1、松动交换剂层；2、清除交换剂上层中的悬浮物、树脂碎粒和气泡。

环境工程原理第四章-萃取

环境工程原理第四章-萃取
目录
CONTENTS
• 萃取原理简介 • 萃取过程 • 萃取实验方法 • 萃取技术发展与展望 • 案例分析
01
CHAPTER
萃取原理简介
萃取的定义
萃取是一种分离技术，通过将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，实现溶质的分离和纯化。
在环境工程中，萃取常用于处理废水、废气和土壤等介质中的有害物质，将其从一种介质转移到另一种介质中，从而达到净化和治理的目的。
萃取技术的发展
随着科学技术的进步，萃取技术不断改进和完善，为环境工程领域提供了更多有效的处理方法。
新型萃取技术的研究与应用
01
超临界流体萃取
利用超临界流体的特殊性质，实现对目标污染物的快速、高效提取。
02
03
反相微胶团萃取
双水相萃取
通过形成反相微胶团，提高目标污染物在有机相中的溶解度，实现选择性提取。
研究表明，通过优化萃取剂种类、浓度、温度和时间等参数，可提高底泥中有机污染物的
萃取效率。
实际应用中，需综合考虑底泥的实际情况和处理要求，选择合适的萃取工艺参数。
THANKS
谢谢
萃取分离阶段利用萃取剂与水相的互溶性差异，将油类物质从水相转移到萃取剂中。
后处理阶段包括反萃取、再生萃取剂和废水排放等步骤，以实现资源的回收利用和废水的达标排放。
某工业废水中的重金属离子萃取去除实例
某工业废水含有重金属离子如铜、铅、锌等，采用萃取法进行去除。
萃取剂的选择需考虑与重金属离子的结合能力、萃取剂的稳定性以及再生性能等因素。
萃取剂的种类
根据目标物质的性质和萃取要求，选择适当的萃取剂种类，如有机溶剂、酸性或碱性溶液等。

第四章第二节微专题11 离子交换膜在电化学中的应用

微专题11离子交换膜在电化学中的应用1．离子交换膜的分类(1)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。

(2)阴离子交换膜：只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。

(3)质子交换膜：只允许H＋通过，不允许其他阳离子或阴离子通过。

(4)双极隔膜：是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产物H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。

2．离子交换膜的作用(1)平衡左右两侧电荷，得到稳定电流离子交换膜能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

(2)阻隔某些离子或分子，防止某些副反应的发生离子交换膜能将两极隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

(3)制备某些特定产品题型一离子交换膜的判断例1(2020·山东，10)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。

现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含CH3COO－的溶液为例)。

下列说法错误的是()A．负极反应为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C．当电路中转移1 mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5 gD．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1答案 B解析由装置示意图可知，负极区CH3COO－发生氧化反应生成CO2和H＋，A项正确；隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜，才能使模拟海水中的氯离子移向负极，钠离子移向正极，达到海水淡化的目的，B项错误；电路中有1 mol 电子通过，则模拟海水中有1 mol钠离子移向正极，1 mol氯离子移向负极，C项正确；负极产生CO2：CH3COO－＋2H2O －8e－===2CO2↑＋7H＋，正极产生H2：2H＋＋2e－===H2↑，根据得失电子守恒，正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1，D项正确。