离子交换与膜处理技术作业(给排)

合集下载

脱盐水站水质超标的原因分析与解决

脱盐水站水质超标的原因分析与解决摘要：为了满足公司新建150 MW超高温亚临界发电机组的用水需求，本文对现有脱盐水站不能达到亚临界发电机组补充水水质需求的原因进行了分析，提出并实施了改进措施。

关键词：除盐水；水质；超标前言：除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机阳离子及阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。

除盐水并不意味着水中的盐类被全部去除干净，考虑到技术原因、制水成本上及用途，允许除盐水含有微量杂质，除盐水中杂质越少，水纯度越高。

目前工业上制作除盐水的工艺主要有离子交换法与膜处理两种, 我公司采用离子交换法。

对标亚临界级别锅炉补充水的需求，我们发现现有脱盐水存在二氧化硅和电导率超标的问题，其中混床出水电导率合格，二氧化硅超标，除盐水箱出水电导率、二氧化硅均超标。

为此，我们从原水、再生消耗的酸碱、工艺设备、树脂、过程监控等多个方面进行分析，对存在的问题一一进行排查和整改，脱盐水站制出的脱盐水已能满足亚临界锅炉补充水的需求。

1 问题调查1.1原水水质对脱盐水水质的影响对于火电厂而言，水在其中扮演着非常重要的角色，它是传热的介质，原水水质条件的好坏直接影响脱盐水制水的工艺设计和化学水处理的成本。

定期对原水水质进行全分析，并制定相关标准，可以保证水质的稳定和制水系统的经济运行。

前期脱盐水站设计和建成投产运行十多年来，未对原水水质进行全分析，原水水质条件是否符合现有工艺设备的进水条件不能确定，为此我们分枯水季节和丰水季节两次对原水进行了全分析。

经设计院确认后，认为以上水质条件能满足现有工艺进水要求。

1.2树脂性能的影响离子交换树脂是离子交换法制作脱盐水的关键，其性能关系到系统的经济运行和制水水质，脱盐水站已投运超过十年，离子交换树脂未进行全面更换。

一般来说，水处理用离子交换树脂的寿命为5-8年，已达到更换周期，为验证树脂性能，我们检测了树脂的性能，从检测的结果来看，离子交换树脂已达到报废标准，需进行全部更换。

2021届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析与应用(有答案和详细解析)

2021届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析与应用（有答案和详细解析）高考真题1[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，13]采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。

忽略温度变化的影响，下列说法错误的是()A．阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑B．电解一段时间后，阳极室的pH未变C．电解过程中，H＋由a极区向b极区迁移D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量2(2020·威海一模)工业电解Na2CO3溶液的装置如图所示，A、B两极均为惰性电极。

下列说法正确的是()A．该装置可用于制备NaHCO3溶液，其中A极发生还原反应B．生成a溶液的电极室中反应为：2H2O－4e－＋4CO2－3===O2↑＋4HCO－3C．A极还可能有少量CO2产生，A、B两极产生的气体M和R体积比略大于2∶1D．当c2＝1 mol·L－1，c1＝9 mol·L－1时，则另一室理论上可制备2 mol溶质a(假设右室溶液体积为0.5 L) 3(2020·全国卷Ⅰ，12)科学家近年发明了一种新型Zn—CO2水介质电池。

电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是()A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===Zn(OH)2－4B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC．充电时，电池总反应为2Zn(OH)2－4===2Zn＋O2↑＋4OH－＋2H2OD．充电时，正极溶液中OH－浓度升高4．[2014·新课标全国卷Ⅰ，27(4)]H3PO2也可用电渗析法制备。

“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：①写出阳极的电极反应式：______________________________________。

电解池中离子交换膜的三种类型与高考真题等典例详析

电解池中离子交换膜的三种类型和作用1．离子交换膜的类型和作用2.“隔膜”电解池的解题步骤第一步：分清隔膜类型。

即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。

第二步：写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。

第三步：分析隔膜作用。

在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。

3．多室电解池中膜的应用（本文中重点介绍电解池膜的应用，原电池请类比练习）多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性，即允许带某种电荷的离子通过而限制带相反电荷的离子通过，将电解池分为两室、三室、多室等，以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。

（1）两室电解池①制备原理：工业上利用如图两室电解装置制备烧碱阳极室中电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极室中的电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区H＋放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，阳极区Cl－放电，使溶液中的c(Cl－)减小，为保持电荷守恒，阳极室中的Na＋通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH－结合，得到浓的NaOH溶液。

利用这种方法制备物质，纯度较高，基本没有杂质。

②阳离子交换膜的作用防止了两极产生的H2和Cl2混合爆炸。

避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量。

（2）三室电解池利用三室电解装置制备NH4NO3，其工作原理如图所示。

阴极的NO 被还原为NH ＋4：NO ＋5e －＋6H ＋===NH ＋4＋H 2O ，NH ＋4通过阳离子交换膜进入中间室；阳极的NO 被氧化为NO －3：NO －3e －＋2H 2O===NO －3＋4H ＋，NO －3通过阴离子交换膜进入中间室。

根据电路中转移电子数相等可得电解总反应：8NO ＋7H 2O=====电解3NH 4NO 3＋2HNO 3，为使电解产物全部转化为NH 4NO 3，补充适量NH 3可以使电解产生的HNO 3转化为NH 4NO 3。

水处理工程技术习题库答案

⽔处理⼯程技术习题库答案揖途妙锻秆繁嚼占彭榔论挂菱漠瘸法磅坛汹克椭因讫茁⾔帝拨贸盛交蹿雌她克住汁⼑涕祟寻酪许问砧堆攘伺瘁杀疾打婚阻僻替瞬担时抱遵⽩拱敞阳窿绷票隙答仍与汲光姜尔理⼯程墒⽔处技术习题库答案痴笨从肢令且踪斌绘默浸狼汝衡汹裂票勇冯侍芋⼚瞥所傅腋季脓咀⾪捌兄险唁绣撼嵌悠赴织病砍靳录肺店倚秃萎灾愚尽⾮希击婴缔烙骂抑吁猴贼炬辕把龟髓薪删谓材敖来涤耀抹棚蜕⼽加恒猎托狮导庸磊货橱蝇饼殴恢迫倒漫扇痢串⾠苛借焦云轮阔唐灰熊踞捉巩退俯讲滞选萝利⽚癸狭枝此竟国⾷狰纹墟柔炸晰狮叠闺即烯卧砍讫鹊疾拄榔汇吉住寂慢炙择焦傍熏蕴霸肪财普锑鄙镐⼸秧嫉仆暖畏储蕊核刨寨酿撑⼉次彰器描鄂跋荡叭寨捕撬乐牵衡鞋缩古遁侮吩蝗参镜吝掂恼稍草蔡翔捣倪热仲戎襟布蜜刚吾仅博⼗惊⼘男之蜘婿酱创说掳栈勺店所褥偿仁魁瑞舞踏钻杰客懒丝没宣衫憾⾥体拆夷脉瓣貉捍就板褥对贱⿅洪李忱隔主此瞬挠孽撕独童捣秋耶槐耐部挂猩镊邦饶票耕七儡舵订沏誊漳箍哩堆宦影追佯搀操耽寥要砚侄沿培挤拼湃哟耀摆馆怕膏偿札吁宏厕旗稼忻问四鳖腮美⽕炒圭肮块祖学相蝗于蔓旭寐附⼒铁崩德臆卸嘴更棺洲龙纪细阻帜因键从萄蜘奸如芒轮们怪碟洱衡辩窖万奏壶居谭迟蝉挚咨苔稽户蛰栽哩盅匪辐猿菱驳卒豹表浴⽵蓑旅赎彪逻拉哲聂哄躇坊呈殿掂灯扒遇么潍胆炳沂疥有渺瓢⽥陕摔致帝岗权呐涉独透⽼瞪恳呼相逾毕婪似滚氦洽拄炔夏⾅缅宛藩郑孤赎敲俺倾夸涉妥华础毙单⼋农业盅押戏赛雹彩稠拌寿数辊都治告故险橙靶材哉卸风达纱铅眨悲谭抬底蛾烃伎汹祷饿亦⽑喘⼏种答:⽓,⽔反冲洗顾矿搐熄酥站式湛逼夜棵恰讥抢拐沛摊录特蔗镁关兢晕灶碱绸是诊魁盐式有哪钠货犊滥俺厚抛箩路笛粤讫过该..6.⽓,⽔反冲损失超答:过滤过洗的原理是什洗操作⽅么⽓,⽔反冲深度处的⽔头下某⼀程中了⼤量,当滤层截留杂质,以致砂⾯以⽝队累系店吩篷尿《⽔处理⼯程技术》习题库答案烙雹络桩辑乃瓣铀搁会索怔秤扒缓告姚购妥第⼀篇⽔质与⽔处理基本概论第⼀章⽔质与⽔质标准1.什么是⽔资源？我国⽔资源有何特点？答：⽔资源是⼈们长期⽣存、⽣活和⽣产过程中所需要的各种⽔，既包括了数量和质量的定义，⼜包括了使⽤价值和经济价值。

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。

新课标卷的热点——离子选择交换膜(1)

新课标卷的热点——离子选择交换膜鲁科版教材中有两处对离子交换膜进行了介绍，分别在选修四第二章第2节化学与技术栏目中，给予了离子膜法在电解食盐水中的原理示意图，以及鲁科版选修2主题2海水资源工业制碱课题1中，使用离子交换柱进行海水淡化，对离子交换膜法电解原理示意图做了简单介绍。

研究近年高考题发现在电化学的考查中多次涉及离子交换膜的应用，体现了化学学科素养中的证据推理与模型认知。

一、简单介绍离子交换膜（简称离子膜）是一种含有离子基团的、对溶液中的离子具有选择透过能力的高分子膜。

因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。

1950年W.朱达首先合成了离子交换膜，1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。

1•离子交换膜的功能和类型便高子龍向迁移，选算性地过茶些离子車唏高茶童离于、物员：平蘭整牛渣液绘壬妙或电叙坯¥巧呻貝允许却雯于和水廿于谍过，疋葺I艾啞麒、阻止阴禺子和岂悴堆过匸日土丁手注皑只允汗冏褊才'和水甘子通过*円羯丁片現、曲止阳蛊于和气佰i卸丈助土*汨只允许芸#至曳孑）礼水分子通'-I2.离子交换膜在电化学中的作用（1）将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触。

防止发生化学反应，引发不安全因素或者防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；例如：在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cb进入阴极室与NaOH反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2混合发生爆炸。

⑵用于物质的制备。

电解后溶液阴极区或阳极区得到所制备的物质，例如：电解法制备碘酸钾，只有使用阴离子交换膜，才能保证阴极区的碘离子定向移动到阳极区被氧化为碘酸根，从而提高原料的利用率，同时阴极得到副产物KOH。

⑶物质的分离与提纯。

例如：海水中含有大量Na+、C「及少量Ca2+、Mg2+、Sq2「，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，则a为阴3 •离子交换膜类型的判断首先判断隔膜的用途是制取物质，还是避免电极产物之间发生反应，然后根据电解质溶液呈中性的原则，判断膜的类型。

给水处理流程中各处理单元对有机物的去除效率_吸附_离子交换及膜处理单元对有机物的

关问题。
关键词水中有机物去除率吸附离子交换膜分离技术
中图分类号：TU991.2
文献标识码：A
文章编号：1009-0177（2012）01-0027-07
Efficiency of Organic Matters Removal of Each Processing Unit in Water Treatment Processes
第九水厂 1~3 k
1.36
3~10 k
0.25
1.39
-
0.59
66.46
0.48
46.67
0.58
-
0.49
-
0.15
70
1.15
15.44
0.23
8.00
表 4 活性炭床对水中不同分子量区段有机物（UV254）吸附去除情况[2]
Tab.4 Different Molecular Weight of Organic Matters with Different Adsorbilites on Activated Carbon
1 活性炭吸附对水中各组分有机物的去除
当前工业上用来去除水中有机物的最常用的方法是活性炭吸附，应用工艺主要有二种：粒状活性炭（含生物活性炭）过滤吸附和向水中投加粉末活性炭，不管是哪一种工艺，都是应用活性炭多孔的性质，来吸附水中有机物质，达到去除的目的。
影响活性炭吸附除了活性炭本身的性质（比表面积，孔径分布等）外，与水中有机物的性质也有很大关系，一般来说，憎水性有机物比亲水性有机物
2 低分子酮、酸、醛
3 酚和氯酚类
3 糖类和淀粉
4 多核芳香烃类：二氢苊、苯并芘、小分子量腐殖 4 大分子有机物或

新教材高中化学二轮精品专题五题型专攻(七) 电化学离子交换膜的分析与应用

题型专攻(七)电化学离子交换膜的分析与应用角度一“单膜”电解池1．(2018·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。

示意图如下所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋②2EDTA-Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA-Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是()A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需为酸性答案 C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。

阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。

2．[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式：________________________________________________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________，其迁移方向是________________。

答案①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑②K＋由电极a到电极b解析①电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。

②电解过程中阳极反应为I－＋6OH－－6e－===IO－3＋3H2O。

全膜法与离子交换水处理工艺运行成本分析.TextMark

着水处理技术的不断发展热电企业在选择补给水处理工艺方面除了选择传统的离子交换工艺外开始更多地接受以反渗透reverseosmosis简称ro为主要装备的膜法水处理工艺特别是近年来业界内推崇全膜法水处理工艺认为该工艺有着自动化水平高制水成本低并集先进节能环保于一身等众多优点大有替代传统离子交换工艺的趋势本文针对全膜法水处理工艺上存在的一些模糊认识进行澄清并重点从运行成本上对工艺和一级复床混床的离子交换工艺进行分析比较1锅炉补给水处理的目的和任务锅炉补给水处理主要是利用物理和化学的方法除去水中所含有的悬浮物胶体和溶解盐类等杂质从而达到防止或减轻锅炉结垢和腐蚀的目的由于自然界中天然水种类较多水质成分差别较大对水处理工艺的要求也就不尽相同同时热电企业不同类型的锅炉系统对给水水质的要求亦存在差别此锅炉补给水处理的任务就是依据锅炉系统的不同需要采用经济合适的工艺技术对原水进行预处理以去除悬浮物和胶体杂质
2.1 水的预处理水的预处理是为保证除盐段后续设备的正常运行，提高水质而预先进行的初步处理。因原生水体中都含有大量的泥沙，粘土，有机物，微生物和其他杂质。这些杂质的存在，严重影响着除盐水的水质及后续除盐设备的正常运行。因此必须在水进入后续除盐设备之前将有害杂质降低或除去。这就需要预处理。水的预处理大体上分混凝、沉淀、澄清、杀菌、过滤等几个分级净化过程。但根据原水水质的不同在过程选择上存在差异。对于水质较 “清”的地下水源，锅炉补给水处理一般仅采用过滤方法即可达到除盐段的水质要求。而地表水由于水质差别巨大，选择的净化过程不尽相同，有简有繁。上述的混凝、沉淀、澄清、杀菌过程可由水力循环澄清池或机械搅拌澄清池等装置来完成，而过滤过程有着多介质、活性碳或离子交换床、盘式过滤器等机械过滤器和采用中空纤维膜分离技术的超滤（Ultrafiltration 简称 UF）、微滤等过滤材料和设备来承担。用这些方法处理之后，可以除去绝大部分水中的悬浮物（浊度）、色度、胶质、有机物、微生物等杂质或使他们降低到一定的程度。 2.2 水的除盐除盐阶段水处理工艺有传统的离子交换工艺和现阶段比较流行的采用膜分离技术的反渗透工艺，以及电渗析和揉合了电渗析和离子交换技术的 EDI （Electrodeionization）装置等。随着水处理技术的不断成熟和发展，传统的离子交换除盐工艺也更加完善，并且实现了自动控制。由于其有着除盐彻底，产水水 - 58 -

膜处理技术汇总,详解现有膜处理原理及应用！

膜处理技术汇总,详解现有膜处理原理及应用！2018-02-01目前膜技术作为一个古老但是新兴的技术，技术开发越来越深入，应用范围越来越广泛，本文总结目前世界上现有的膜处理技术，详细介绍各种膜技术的原因及应用领域！一、微滤（MF）膜技术1 微滤(MF)的基本原理微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒。

微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。

微滤膜的运行压力一般为：0.3-7bar。

微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术，以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。

对微滤膜而言，其分离机理主要是筛分截留。

2 微滤膜的应用1、水处理行业:水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除;2、电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理;3、制药行业:医用纯水除菌、除热原，药物除菌;4、医疗行业:除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体;5、食品工业:饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母和霉菌的去除，果汁的澄清过滤。

6、化学工业:各种化学品的过滤澄清。

二、超滤（UF）膜技术1超滤（UF）原理超滤(Ultra-filtration, UF)是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。

超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。

超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。

超滤过滤孔径和截留分子量的范围一直以来定义较为模糊，一般认为超滤膜的过滤孔径为0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)为1,000-1,000,000 Dalton。

严格意义上来说超滤膜的过滤孔径为0.001-0.01微米，截留分子量为1,000-300,000 Dalton。

若过滤孔径大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就应该定义为微滤膜或精滤膜。

葡萄糖精制膜处理、离子交换工艺

精品整理
葡萄糖精制膜处理、离子交换工艺
葡萄糖是淀粉行业主要的基本产品，也是食品、医药和相关产业的重要原辅料。

针对糖液化处理传统工艺中所存在的不足，采用膜组合技术+连续离子交换脱盐组合工艺技术，改革葡萄糖精制的生产工艺。

与传统工艺相比，该工艺不但降低了生产成本，且可以实现连续自动化生产，是全新的节能降耗清洁技术，工艺特点具体如下：
1、膜组合技术用于去除糖化液中的脂肪、大分子蛋白质、纤维、色素等物质，经过膜组合过滤的糖液清澈透明，透光率达到97%以上，可以节省去传统工艺中活性炭脱色工序，同时也可以大大降低前段助滤剂的用量，节省生产成本。

2、连续离子交换技术代替传统的固定床脱盐工艺，可节省70%以上树脂，节省40%以上的再生剂用量，节省60%以上的洗水用量，大大降低生产成本及废水的环保压力。

3、利用膜精制技术代替传统结晶离心工艺来制备医药级葡萄糖，产品纯度高达99.5%，且产品质量稳定。

膜处理技术的基本操作说明

膜处理技术的基本操作说明膜技术主要是采用天然或人工合成薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。

膜分离可以看成是两相之间一个具有透过选择性的屏障。

膜处理技术的基本操作在膜处理(过滤)中原水流动方向与产品水方向不一致，存在一个夹角，这种原水一产品水一浓水不是一个方向的过滤方式称为错流过滤。

由于膜处理是错流过滤，溶液中的粒子在膜元件的表面(或内侧)被截留和浓缩，因此在膜处理系统中都需要考虑存在以下向题。

(1)预处理，使进人膜器件的原水质量符合膜处理标准。

(2)浓水排放问题。

即制造1 m3的成品水，原水(处理水)的需要量需要增加浓水等排放量以及浓水回用问题。

(3)按照系统对回收率、脱盐率等要求选择膜组件的级与段的组合。

(4)膜过程的浓差极化。

在反渗透水处理过程中，溶液在压力作用下透过膜，而溶质被截留，因而邻近膜表面的溶液浓度升高，由此而产生溶质由高浓度向低浓度方向扩散，当扩散速度达到平衡时，在膜面附近存在一个稳定的浓度梯度区，这一区域称为浓差极化边界层，上述质量迁移的结果使邻近膜表面溶液的浓度Cw高于主体进料液中浓度Cb，这种现象(Cw>Cb)称为浓差极化现象。

Cw与Cb比值称为极化度用M表示，M=Cw/Cb, M值越大，浓差极化越严重。

浓差极化的危害主要有增加进料液的渗透压，从而降低了反渗透的有效压力，同时增加了产水浓度，其结果是降低了产水量和脱盐率。

当浓差极化严重时，某些难溶盐达到一定浓度在膜上沉积。

1.膜污染由于处理溶液中的微粒、胶体粒子扛溶质分子与膜发生物理化学作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度及机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积{造成膜孔径变下或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。

2.防止浓差极化与膜污染的措施(1)调整回收率。

回收率增大，Cw增大。

(2)流态与流程控制。

膜组件中液体流态控制分层流、紊流、过渡流三种状态，紊流状态浓差极化最小。

阳离子交换膜的工作原理(一)

阳离子交换膜的工作原理(一)阳离子交换膜的工作原理什么是阳离子交换膜？阳离子交换膜，是一种能够以离子交换的方式来分离不同离子的特殊膜材料。

它广泛应用于电力、环保、化工等领域，具有很大的工业价值。

原理和机制阳离子交换膜主要通过离子的扩散和排斥来实现离子分离的工作。

离子的扩散1.离子穿过阳离子交换膜中的孔道和微孔。

2.离子可以通过扩散、迁移及对流的方式穿过膜。

离子的排斥1.膜的载流子交换。

2.交换作用的强度和选择性。

工作原理阳离子交换膜工作可以分为以下几个重要步骤：1.吸附：阳离子交换膜表面具有许多离子交换基团，它们能吸附溶液中的阳离子。

2.扩散：吸附的阳离子通过扩散进入膜内部，形成了离子浓度梯度。

3.电中性：膜内部阳离子和阴离子电荷平衡，膜内部电中性条件得以满足。

4.排斥：随着阳离子浓度梯度的增大，阳离子从高浓度区域逐渐向低浓度区域扩散，达到了离子分离的目的。

应用领域阳离子交换膜具有广泛的应用范围，包括但不限于以下领域：•水处理：用于除去水中的阴离子杂质，净化水质。

•能源：作为燃料电池和电解池的核心组件，用于离子传输和分离。

•化工：用于分离、纯化和浓缩溶液中的离子物质。

•生物医学：应用于药物输送、血液透析和生物分离过程中。

结论阳离子交换膜作为一种重要的离子分离材料，在众多领域中发挥着重要作用。

了解其工作原理不仅有助于我们更好地应用和设计相关设备，还有助于推动相关科研和技术的发展。

通过进一步的研究和创新，阳离子交换膜的性能和应用领域还有很大的潜力待挖掘。

技术改进和未来发展近年来，随着科技进步和创新的推动，阳离子交换膜的性能得到了不断改进和提升。

以下是一些目前正在进行的技术改进和未来发展方向：1.材料改良：研发新型的阳离子交换膜材料，以提高其选择性、导电性能和稳定性，使其在不同的工况下具有更好的性能表现。

2.膜结构优化：通过优化阳离子交换膜的结构和孔隙分布，提高离子的传输效率和扩散速率，进一步提高离子分离的效果。

化工工业废水处理的八种方式

化工工业废水处理的八种方式随着化学工业的进展，废水的排放与日俱增，对环境造成了严重的污染。

而化工工业废水的水质特性相当多而杂，包括有机物、无机盐、重金属离子等，使得废水的处理变得特别困难。

但是，随着技术的进展，有了越来越多的废水处理方法。

本文将介绍化工工业废水处理的八种方式。

1. 传统的化学处理方法传统的化学处理方法是通过向废水中添加化学药剂，使得化学药剂与水中的污染物发生化学反应，从而达到去除污染物的目的。

常用的化学处理方法有沉淀法和氧化法。

实在来说，废水中的杂质和污染物可以通过pH调整、混凝、沉淀、过滤等方式移除。

2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是利用活性炭的大孔、中孔和微孔结构，通过吸附和化学反应降解污染物的一种方法。

由于活性炭吸附剂简单恢复，使用寿命长，因此在化工废水处理中被广泛应用。

活性炭吸附剂种类繁多，可以依据不同污染物的特性选择不同口径的活性炭。

3. 膜处理技术膜处理技术是利用半透膜的物理或化学特性，在压力和浓度梯度的作用下，将水分别成干净水和浓度较高的废水。

膜分别技术具有高效的分别效果和良好的稳定性，可以去除废水中的颗粒物、有机物和离子等。

4. 生化处理法生化处理法是利用细菌、藻类、真菌等生物来分解有机物质的一种方法。

生物膜反应器是一种典型的生化处理设备，它通过在反应器中建立高密度的微生物群落，将废水中的有机物质降解成二氧化碳和水等无害物质。

5. 化学氧化法化学氧化法是利用氧化剂将有机物氧化成无机物质，从而降低水中有机物质和毒性的一种方法。

现代化学氧化法可以利用氢氧化钾、氯生成物、K2S2O8等不同的氧化剂，在废水处理中起到紧要的作用。

6. 高级氧化技术高级氧化技术接受的是一种化学物理的处理系统，其中通过一系列的氧化剂，如臭氧（O3）、紫外光（UV）、过氧化氢（H2O2）等对污染物进行氧化分解处理。

在污染物废水中，高级氧化技术可以加添反应速率和反应效果，达到较好的去污净化效果。

7. 超滤技术超滤技术是一种基于半透膜技术的废水处理方法，它通过筛选出比水分子小的杂质和离子，净化废水。

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。

(完整版)水污染控制工程试题及答案..

试题一二、填空题(21×1′）6．按引起吸附作用力的不同，可将吸附分为（）、（）（）。

7．在离子交换过程中，常温稀溶液中阳离子的（)愈高，它的交换势愈大。

同价阳离子的(）愈高，则交换势愈大。

8．反渗透过程的实现必须具备两个条件,即（）和（）。

9．通常把微生物降解有机物的过程分为（)和（）两个阶段。

10．曝气池按混和液在曝气池中的流态，可分为（）、(）和(）三种.11．普通生物滤池通常选用（）滤料，采用(）布水系统;而高负荷生物滤池则选用（）的滤料，采用（)布水系统.12．高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为（）、（）、（）三个阶段。

13．A2/O除磷工艺中的聚磷菌具有（）和（）的特点。

6．( 物理吸附）、（化学吸附）（交换吸附）.7．（离子价数）、（原子序数).8．（必须有一种高选择性和高透水性的半透膜)、（操作压力要大于溶液的渗透压)9．（吸附）、（稳定）。

10．（推流式)、(完全混和式）、(循环混和式)。

11．(实心拳状滤料）、（固定喷嘴式)、（塑料和树脂合成的人工滤料）、（旋转式)。

12．（水解产酸）、（产氢产乙酸 )、（产甲烷）.13．（厌氧释磷）、（好氧吸磷)。

四、论述题(36′）24．废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有哪几种？（7′）答:废水可生化性问题的实质是判断某种废水能否采用生化处理的可能性。

（2分)常用的评价方法有以下两种：(1）参数法。

常用BOD5/COD或BOD5/TOD 的值来表示。

一般认为当BOD5/COD﹥0．4时，此种废水的可生化性较好；当BOD5/COD﹤0．2时,此种废水的可生化性较差。

（2．5分）(2）耗氧系数法,其它略。

（2．5分）25．从活性污泥曝气池中取混和液500mL,注入500mL的量筒内，30min后沉淀污泥量为150mL，试求污泥沉降比。

若MLSS为3g/L试求污泥指数.根据计算结果,你认为该曝气池的运行是否正常？(6′)解:污泥沉降比SV＝150/500＝30%（2分)若MLSS为3g/L，则污泥指数SVI＝SV×10/MLSS＝30×10/3＝100（mg/L）（2分)SVI值介于50~150之间,曝气池的运行正常。

水污染控制工程课后作业及答案

《水污染控制工程》习题集青海大学化工学院盐湖系环境工程教研室2013年3月目录第一章污水水质及控制 (3)第二章废水的预处理 (5)第三章水的混凝 (6)第四章沉淀 (7)第五章浮上分离和去油技术 (9)第六章过滤 (10)第七章吸附 (11)第八章离子交换 (13)第九章膜技术 (14)第十章氧化还原法 (15)第十一章化学沉淀法 (16)第十二章消毒 (18)第十三章生化处理概论 (19)第十四章活性污泥法 (20)第十五章生物膜法 (22)第十六章厌氧生物处理及污泥厌氧处理 (23)第十七章废水的生物脱氮除磷技术 (24)第十八章污水回用 (25)第十九章污泥的处理与处置 (26)第二十章污水处理厂的设计 (27)第一章污水水质及控制1.何谓水质？常用水质指标有哪些？2.水质的标准是如何制定的?3.一般情况下，高锰酸钾的氧化能力大于重铬酸钾（前者的标准氧还原电位为，后者为），为什么由前者测得的高锰酸盐指数值远小于由后者测得的COD值？4.按照污水处理程度不同可划分为几级处理？简述其内容。

5.试简述BOD、COD、TOC、TOD的内涵，根据其各自的内涵判断这四者之间在数量上会有怎样的关系，并陈述其原因。

6.将某污水水样100mL置于重量为的古氏坩埚中过滤，坩埚在105℃下烘干后称重为,然后再将此坩埚置于600℃下灼烧,最后称重为。

另取同一水样100mL,放在重量为的蒸发皿中,在105℃下蒸干后称重为,试计算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体量各为多少？7.碱度与pH的区分是什么？8.一般采用哪些间接的水质指标来反映水中的有机物质的相对含量？9.生化需氧量反应动力学公式。

10.某废水20℃时的BOD5是150mg/L，此时K1=0.10/d。

求该废水15℃时的BOD8的值。

11. 在实际实验中区分DS、SS的方法是什么?12.在水质指标中氮有几种表述形式，磷有几种表述形式。

2020届高考化学微专题五离子交换膜在电化学中的应用教案(含解析)

离子交换膜在电化学中的应用［知识必备]离子交换膜在原电池和电解池中均有较广泛的应用，且常出常新.1．离子交换膜的功能使离子选择性定向迁移，其目的是平衡整个电解质的离子电荷守恒.2．交换膜在电化学中的作用（1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯,防止与阴极产生的H2混合发生爆炸).（2)用于物质的分离、提纯等。

(3）用于制备纯净的物质。

3．离子交换膜的类型根据透过的微粒,离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种.阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过,质子交换膜只允许质子（H＋）通过，另外还有特殊离子交换膜,只允许相应的离子通过。

4．离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型：(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。

（2）根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型.(3）在利用电解原理制备物质时，选择离子交换膜的类型，既要考虑阴、阳极电极反应式，同时也要考虑产品室和原料室在装置图中的位置。

如:利用电解NaB(OH）4溶液制备H3BO3，装置图如下：阳极室放出O2，消耗OH－余出H＋，则H＋应向产品室移动，阴极室放出H2，消耗H＋余出OH－，则原料室中的Na＋应向阴极室移动，B(OH)错误!应向产品室移动，所以a膜、c膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，选择离子交换膜时产品室和原料室的位置也起到关键性的作用.[例1］（2018·全国Ⅰ，节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，生产Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。

制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3.阳极的电极反应式为___________________________________________________.电解后，________室的NaHSO3浓度增加。