第四章 水的离子交换除盐
离子交换除盐
a
b
图3.7.2 交换器中离子分布情况 (a)开始进水时 (b)交换器失效时
图3.7.3 强酸H型阳离子交 换 器典型出水曲线
7、阴离子交换器
阴离子交换实质上是阴树脂中的OH与酸性水(经过阳离子交换
Hale Waihona Puke 及除碳)中的负离子进行交换。所以在强碱性阴离子交换器内发生的
反应为：
1/2H2SO4 HNO3 1/2H2CO3 HCl 1/2H2SiO3 1/2SO4 NO3 +ROH→ R 1/2CO3 CI HSiO3
+ (CH3)3 N →
CI
CH CI 氯球 2
三甲基胺
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
1/2Ca2+ 1/2Mg2+ + Na+ 1/2 SO42NO3- + RH → CI HCO3
-
1/2 Ca R 1/2 Mg Na
1/2 H2SO4 HNO3 HCI 1/2 H2CO3
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 判失效，需停运再生后才能投入运行。 为什么阳交换器失效时，首先发生漏钠，而不是漏Ca2+或Mg2+离子？这是因为 水中各种阳离子与树脂中H+发生交换反应时，因树脂对各种阳离子的吸收有 选择性，故被树脂吸收的离子在交换器内有分层现象，根据树脂对被吸收离 子的选择性顺序，最上层是最易被吸收的 Ca2+，次层以Mg2+为主，下层就是Na+。 当交换器不断进水，随离子交换的不断进行，由于水中的Ca2+比Mg2+、 Na+与树脂的亲合力更大，更易被树脂吸收，所以水中的Ca2+离子可和已吸 收了Mg2+的树脂进行交换反应，使Ca型树脂层向下扩展，而被置换下来的 Mg2+一起与Na+型树脂发生交换，使Mg2+型树脂层下移而Na+的交换区域也逐 渐下移。在运行过程中，这三层不同型态的交换剂的高度在不断地向下扩展， 如图3.7.2所示。 阳床整个制水周期(运行开始到交换器失效这段时间)中电导率、钠离子浓度、 酸度变化可用图3.7.3表示。 开始通水正洗时随水的不断通入，水质越来越好。因而电导率、酸度、钠离 子快速下降（a点前）。在ab为稳定制水过程，b点后树脂开始失效。此时水 中钠增加，氢离子减少而氢氧根增加，使酸度下降，电导率下降。
水处理技术 4第四章 离子交换除盐
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
离子交换除盐实验报告
离子交换除盐实验报告离子交换除盐实验报告引言：离子交换是一种常见的除盐方法，通过交换树脂材料吸附水中的离子，实现除去水中的盐分。
本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
一、实验目的本实验旨在通过离子交换除盐实验，探究离子交换技术在水处理中的应用和效果。
二、实验原理离子交换是一种通过树脂材料吸附和释放离子的过程。
树脂是一种高分子化合物，其具有特定的结构和功能，可以选择性地吸附或释放特定的离子。
离子交换除盐实验中，我们使用的是阴离子交换树脂。
该树脂上带有正电荷的离子，可以吸附水中的阴离子，如氯离子、硝酸根离子等。
当水通过离子交换树脂时，树脂会吸附水中的阴离子，并释放出等量的阳离子，如钠离子、钙离子等。
三、实验步骤1. 准备实验所需材料：离子交换树脂、蒸馏水、离子交换柱、试管、移液器等。
2. 将离子交换树脂放入离子交换柱中，并用蒸馏水洗净。
3. 将待处理水样倒入离子交换柱中，让水通过离子交换树脂。
4. 收集通过离子交换柱的水样，进行离子浓度测定。
5. 将处理后的水样与原始水样进行对比分析。
四、实验结果与分析通过离子交换除盐实验，我们得到了处理后的水样和原始水样的离子浓度数据。
根据数据分析，我们可以得出以下结论：1. 经过离子交换处理后，水样中的阴离子浓度明显降低，阳离子浓度有所增加。
2. 离子交换树脂对不同离子的吸附效果有所差异，某些离子可能被部分保留在树脂中，导致处理后的水样中仍含有少量的盐分。
3. 离子交换除盐技术可以有效降低水中的盐分，提高水的质量。
五、实验总结通过离子交换除盐实验，我们了解了离子交换技术在水处理中的应用和效果。
离子交换除盐技术可以有效去除水中的盐分，提高水的质量。
然而，在实际应用中，我们还需要考虑离子交换树脂的选择、树脂的再生和替换等问题，以确保离子交换除盐技术的持续有效性。
六、参考文献[1] Smith, K. C., & Wegrzyn, J. (2012). Ion exchange in analytical chemistry. Journal of Chromatography A, 1221, 84-103.[2] Sengupta, A. K., & Clifford, D. A. (2012). Water purification by ion exchange. Chemical Reviews, 112(4), 2171-2202.以上为离子交换除盐实验报告的主要内容，通过实验步骤、实验结果与分析以及实验总结，我们可以对离子交换技术在水处理中的应用和效果有一个初步的了解。
离子交换除盐课件
再生处理
根据需要定期对离子交换剂进行再生 处理，恢复其除盐性能。
维护保养
对离子交换除系统进行定期的维护 保养，确保设备处于良好状态。
运行记录
建立完善的运行记录，包括设备运行 状况、出水水质、再生处理等，为系 统优化提供依据。
05
离子交换除盐技术的发 展趋势与展望
CHAPTER
提高离子交换剂的再生利用率
优化再生剂的种类和浓度
研究开发更高效、环保的再生剂，提 高离子交换剂的再生效率和性能。
改进再生工艺
延长离子交换剂使用寿命
通过改进离子交换剂的结构和制备工 艺，提高其使用寿命和稳定性，降低 更换频率和成本。
优化再生过程，降低能耗和减少废液 排放，提高离子交换剂的再生利用率。
01
保证出水水质
02
高效稳定
03
经济性
04
环保节能
离子交换除盐系统的设备选型
离子交换器
根据处理水量和出水水质要求， 选择合适的离子交换器类型和规
格。
再生系统
根据离子交换剂的再生需求，配 置相应的酸碱再生系统及设备。
辅助设备
包括水处理药剂投加设备、管道 阀门、流量计、控制仪表等，确
保系统正常运行。
离子交换除盐系统的运行管理
开发新型离子交换剂
新型功能化离子交换剂
复合型离子交换剂
生物基离子交换剂
提高离子交换除盐技术的自动化程度
智能化控制技术
01
在线再生技术
02
集成化系统
03
THANKS
感谢观看
CHAPTER
阳离子交换剂的种类与特性
01
阳离子交换剂可以去除 水中的阳离子，如钙、 镁、铁、铜等。
离子交换除盐实验报告
离子交换除盐实验报告
实验目的，通过离子交换技术，去除水中的硬度离子，净化水质。
实验原理，离子交换是指利用离子交换树脂将水中的阳离子和阴离子与树脂上
的其他离子进行置换的过程。
在本实验中，我们将利用离子交换树脂去除水中的钙离子和镁离子，从而净化水质。
实验步骤：
1. 准备工作，将离子交换树脂充分浸泡在水中，使其充分膨胀。
2. 样品采集，取一定量的自来水样品，作为实验的原始水样。
3. 进行离子交换，将浸泡后的离子交换树脂装入离子交换柱中，将原始水样通
过离子交换柱进行处理，观察处理后的水质变化。
4. 检测水质，对处理前后的水样进行pH值、硬度等指标的检测，比较处理前
后的差异。
实验结果：
经过离子交换处理后，水样的硬度明显降低，pH值也有所变化。
经过对比分析，处理后的水质明显更加清洁、柔和，去除了原始水样中的大部分硬度离子。
实验结论：
离子交换技术可以有效去除水中的硬度离子，净化水质。
通过本次实验，我们
验证了离子交换技术的可行性，为水质净化提供了一种新的思路和方法。
实验注意事项：
1. 在进行离子交换实验时，要注意操作规范，避免离子交换树脂的污染和损坏。
2. 实验过程中要注意安全，避免接触到化学品和实验设备，以免造成伤害。
3. 实验后要对实验设备和离子交换树脂进行清洗和消毒，以保证下次实验的准确性和安全性。
通过本次实验，我们对离子交换除盐技术有了更深入的了解，相信在今后的水质净化工作中，离子交换技术将发挥重要作用。
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
离子交换除盐课件
4-4离子交换设备
• 阴（阳）离子交换床主体 结构图：
• • • • • • • • 1）进水装置（布水器） 均匀分布进水，收集反洗水。 2）中排装置 均匀排出再生液，防止树脂 乱层，流失。 3）出水装置 均匀收集处理好的水，均匀 分布反洗水。 4）压脂层 截留水中的悬浮物质，防止 树脂在逆流再生过程中乱层。
• •
• • • •
4.3影响再生效果的因素
• 1 再生剂 • 2 再生方式 • 3 再生剂的用量
再生剂用量不足,树脂的再生度低,交换容量小,制水周期缩短,自 耗水量增大.再生剂用量越多,树脂的再生程度越高,再生交换容 量越接近于全交换容量.但当再生剂的比耗增大到约4 倍理论量 后,再生程度不会再有明显提高.再生剂的利用率越来越低.所以 采用过高的的再生剂的比耗是不经济的.
再生剂的单耗.是指恢复交换剂1摩尔的交换容量,所消耗 再生剂的克数.用食盐再生时称为盐耗,用盐酸再生称 为酸耗. 符号W. W= G/(Cj-Cc)V g/moL G-再生一次所用纯再生剂的质量 Cj-进水离子浓度 Cc-出水离子浓度 比耗.是指恢复树脂1摩尔的交换容量,实际用纯再生剂的 量与理论量之比.也即再生剂用量为树脂工作交换容量 理论量的倍数.符号R R = W/M M-再生剂的摩尔质量g/moL 再生剂的比耗总是大于1.
4-2. 离子交换器的再生步骤
• • • • • • • • • 无顶压逆流再生操作 1小反洗 大反洗(一般连续运行10-20周期进行一次) 清除树脂上层沉积的悬浮物,破碎树脂颗粒.反洗排出水中不应含有效树脂颗 粒,反洗至水质澄清为止. 2.放水 让树脂借助重力自然沉降,使树脂表面平坦. 3.进再生液 用较高浓度的再生剂对失效树脂进行还原.(大反洗周期再生剂用量加倍) 要求控制进口、出口阀门流量平衡,不允许排出液流量大于进再生液的流量. 以免再生液发生偏流.严格控制进再生液的百分浓度.采用现场取样打比重,或 在线浓度计进行分析.控制进再生液时间不能低于30分钟.(不包括小型钠离 子自动交换器) 4.置换(逆洗) 停止进再生液,但保持进水流量不便,继续进水15-30分钟.让交换器内再生液 继续进行交换反应, 5.小正洗 冲洗树脂上层残留再生液 6.大正洗 加大进水与排水流量,将残余的再生液和反应产物排出交换器. 正洗至出水硬度合格.(钠型树脂硬度小于0.03毫摩尔⁄ 每升.氢型树脂不含 硬度)
水的离子交换除盐(共68张PPT)
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)
离子交换制取除盐水的原理
离子交换制取除盐水的原理离子交换制取除盐水的原理是通过离子交换树脂去除溶液中的离子，从而实现除盐的目的。
离子交换树脂是一种高分子聚合物，具有特定的化学结构和物理性质，能够吸附和释放溶液中的离子。
以下将详细介绍离子交换制取除盐水的原理。
离子交换树脂是一种含有特定功能基团的高分子材料。
这些基团通常是有机阴离子或阳离子，能够与水溶液中的离子发生化学反应。
当离子交换树脂与溶液接触时，树脂中的功能基团会与溶液中的离子发生交互作用，形成化学键或静电相互作用。
离子交换树脂分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂两种类型。
阴离子交换树脂的功能基团是正电荷的阳离子基团，能够与溶液中的阴离子发生化学反应。
而阳离子交换树脂的功能基团是负电荷的阴离子基团，能够与溶液中的阳离子发生化学反应。
通过选择适当类型的离子交换树脂，可以实现对不同种类离子的选择性吸附和释放。
除盐过程中，将含有离子的水溶液通过离子交换树脂床层。
当水溶液流经树脂床层时，离子交换树脂上的功能基团能够与水溶液中的离子发生交互作用。
水溶液中的阳离子会与阴离子交换树脂上的功能基团发生反应，被吸附在树脂上。
相应地，水溶液中的阴离子会与阳离子交换树脂上的功能基团发生反应，也被吸附在树脂上。
随着溶液通过离子交换树脂床层的流动，树脂上吸附的离子会逐渐增多，从而减少溶液中的离子浓度。
当树脂床层达到一定吸附饱和度时，已被吸附的离子将无法再被进一步吸附，此时需要进行树脂的再生或更换。
离子交换树脂的再生可以通过向树脂床层中通入盐溶液来实现，也可以使用酸性或碱性溶液来改变功能基团的电荷状态，从而使吸附的离子被解离。
经过再生处理后，离子交换树脂就可以重新被用于除盐过程。
离子交换制取除盐水的原理是基于离子交换树脂具有选择性吸附和释放离子的特性。
通过选择适当类型的离子交换树脂和相应的操作条件，可以实现对不同种类离子的高效除盐。
这种方法具有操作简便、效率高、成本低等优点，因此在水处理和制备高纯度溶液等领域得到广泛应用。
离子交换除盐简介
离子交换器运行过程
再生：打开空气门和进水门，后将一定浓度的再生液送入交换器内，由 再生装置将再生液均匀分布到整个树脂层，并将交换器内的空气经气管 排出，空气排净后关闭空气门打开排水门，此时再生液流过树脂层，并 与失效的阳离子（或者阴离子）树脂发生离子交换反应，使失效的树脂 再生，再生过程废液从排水门排出。 正洗：待树脂再生后的废液基本排完，树脂中仍有残留的再生剂和再生 产物，必须将其洗除，交换器方能投入运行，正洗时清水沿运行线路进 入交换器、排水门、排入地沟。正洗开始时排出废液中仍然有再生剂和 再生产物，随着正洗的进行，出水中两者含量逐渐减少，除盐交换反应 开始发生，排水基本符合水质标准时关闭排水门结束正洗，开始进行下 一周期的运行。
阳离子交换树脂：交换基团能解离出阳 离子的，如能解离出H+的，缩写：RH（强 酸性或弱酸性）
阴离子交换树脂：交换基团能解离的离 子是阴离子型的，如能解离出OH-的，缩写： ROH（强碱性或弱碱性）
溶胀性：树脂由干态变湿态体积会发生变 化
机械强度：良好的机械抗压缩性和很低的 脆性
耐热性：依种类而不同，一般RH：100℃ 左右；ROH：60~80℃
其体内再生法，其步骤为：反洗分层、再生和正洗。
混床运行过程
① 反洗分层：由于阳、阴树脂比重的不同，当混床树脂反洗时，在水流 作用下树脂会自动会层，阳、阴树脂的比重差越大，分层越迅速、彻底。
② 再生：混床中阳、阴树脂分层后，就可以对上层的阴树脂和下层的阳 树脂分别进行再生，亦可同时进行再生。 再生阴树脂时，碱液从上部的进碱 管进入，通过失效的阴树脂层，使失效树脂再生，其废液由混床中部排液装 置排出。再生阳树脂时，酸液从下面通过底部配水装置进入失效树脂层，使 失效的阳树脂再生，其废液从混床中部的排液装置排出。
离子交换制备除盐水实验
专业综合性实验实验名称离子交换制备除盐水实验一、实验目的1.熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。
2.加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。
3.了解离子交换法在水处理中作用与原理。
二、实验原理离子交换过程可以看做是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其反应一般都是可逆的。
本实验采用国产001×7（711）强酸树脂和201×4（711）强碱树脂把水中的成盐离子（阳、阴离子）除掉，这种方法称为水的化学除盐处理。
原水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子便与树脂是的可交换离子（H+）交换；接着通过装有阴离子交换树脂的交换器时，水中的阴离子Cl-、SO42-、HCO3-等与树脂中的可交换离子（OH-）交换。
基本反应如下：1/2Ca2+1/2SO42-1/2Ca2+1/2SO42-RH+ ＋1/2Mg2+Cl-=== R 1/2Mg2++ H+Cl-Na+HCO3-Na+HCO3-K+HSiO3-K+HSiO3-1/2SO42-1/2SO42-ROH-+ H+Cl-==== R Cl-+ H2OHCO3-HCO3-HSiO3-HSiO3-经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。
树脂使用失效后要进行再生即把树脂上吸附的阴、阳离子置换出来，代之以新的可交换离子。
阳离子交换树脂用HCl或H2SO4再生，阴离子交换树脂用NaOH再生。
基本反应式如下：R2Ca + 2HCl 2RH + CaCl2R2Mg + 2HCl 2RH + MgCl2RCl + NaOH ROH + NaCl三、实验仪器、设备与药品离子交换树脂装置一套、DDSJ-308A型电导率仪、秒表四、实验步骤（1）熟悉实验装置，搞清楚每条管路、每个阀门的作用。
（2）强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子树脂的预处理用70～80°C 浸洗树脂7～8次（阴离子树脂耐热性较差一些，可用50～60°C热水），浸洗至浸出水不带褐色，然后用1mol/L盐酸和1mol/LNaOH轮流浸洗，即按酸－碱－酸－碱－酸顺序浸洗五次（阴离子树脂与之相反），每次2h，浸泡体积为树脂体积的2～3倍。
离子交换除盐实验报告
一、实验目的1. 了解离子交换除盐的原理及过程。
2. 掌握离子交换树脂的性能和应用。
3. 通过实验验证离子交换除盐的效果。
二、实验原理离子交换除盐是利用离子交换树脂的选择性吸附性能，将水中的阳离子和阴离子与树脂上的离子进行交换，从而达到除盐的目的。
本实验采用阴阳离子交换树脂对水进行除盐处理。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 离子交换树脂（阳床、阴床）- 待处理水样（含Na+、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+等）- 蒸馏水- 硝酸、氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、硫酸钙、氯化钙、氯化镁等试剂2. 实验仪器：- 离子交换柱- 恒温水浴锅- 烧杯、漏斗、玻璃棒、移液管、滴定管等四、实验步骤1. 准备工作：将阳床、阴床分别用蒸馏水浸泡，使其充分膨胀，备用。
2. 阳床处理：- 将待处理水样倒入阳床柱中，调节流速为1～2 mL/min。
- 待水样通过阳床后，收集流出液，测定其阳离子含量。
3. 阴床处理：- 将阳床处理后的流出液倒入阴床柱中，调节流速为1～2 mL/min。
- 待水样通过阴床后，收集流出液，测定其阴离子含量。
4. 结果分析：- 将实验数据与原水样中的离子含量进行对比，分析离子交换除盐的效果。
五、实验结果与分析1. 阳床处理结果：- 原水样中Na+含量为100 mg/L，处理后流出液中Na+含量为10 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中Ca2+含量为50 mg/L，处理后流出液中Ca2+含量为5 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中Mg2+含量为30 mg/L，处理后流出液中Mg2+含量为3 mg/L，去除率为90%。
2. 阴床处理结果：- 原水样中Cl-含量为80 mg/L，处理后流出液中Cl-含量为8 mg/L，去除率为90%。
- 原水样中SO42-含量为60 mg/L，处理后流出液中SO42-含量为6 mg/L，去除率为90%。
3. 结果分析：- 通过实验可知，离子交换除盐法可以有效去除水中的阳离子和阴离子，去除率较高。
水的离子交换除盐处理
一、填空题1、离子交换树脂的交换容量分为全交换容量、工作交换容量、平衡交换容量。
2、按离子交换树脂的结构，离子交换树脂分为凝胶型树脂、大孔型树脂、超凝胶型树脂和均孔型强碱型阴树脂。
3、树脂型号为001×7，第一位数字代表活性基团代号，第二位数字代表骨架代号，第三位数字代表顺序代号，×代表联接符号，第四位数字代表交联度。
4、树脂的污染主要分为有机物污染，无机物污染，硅酸根污染。
5、阴树脂发生硅酸根污染的主要原因为未及时再生或者再生不彻底。
6、离子交换器体内再生分为顺流再生、逆流再生、分流再生和串联再生四种。
7、被处理的水流经离子交换树脂层时，其离子交换树脂按水流顺序可分为失效层、工作层、保护层。
8、离子交换树脂的可逆性是反复使用的基础。
9、离子交换器再生过程中，提高再生液温度，能增加再生程度，主要因为加快了内扩散和膜扩散的速度。
10、混床反洗分层是利用阴阳树脂密度不同；若反洗效果不佳，可通过加碱浸泡后，重新反洗分层。
11、运行规程中，阳床出水Na＞100ug/L，即为失效；阴床出水DD＞5us/cm或SiO2＞50ug/L，即为失效；混床出水DD＞0.2us/cm或SiO2＞20ug/L，即为失效。
12、运行分析中测量钠离子，所用碱化剂为二异丙氨，控制样水pH＞10，pNa4=2300ug/L。
13、每台阳离子交换器的额定制水量为205t/h，每台阴离子交换器额定制水量为205t/h,每台混合离子交换器的额定制水量为235t/h。
14、除盐水的主要监测的项目为电导率和二氧化硅，其标准分别为DD≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L。
15、阳床或阴床或混床失效时应停运进行再生。
16、001×7型树脂是强酸阳离子交换树脂。
17、离子交换器的交换过程，实质上就是工作层逐渐下移的过程。
18、强弱碱树脂联合使用，弱阴树脂交换强酸根离子，强阴树脂交换弱酸根离子。
19、混床阴阳树脂的填装比例阴：阳=2：1。
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同?从处理工艺上讲,水的化学除盐和水的离子交换软化有如下不同:①除去水中的离子不同。
软化仅要求除去水中的硬度离子(如Ca²﹢、Mg²﹢等) 和碱度(如HCO3﹣),而化学除盐则必须把水中的全部成盐离子(阳、阴离子) 都除掉。
②处理工艺中使用的离子交换树脂不同。
因为软化只要求除去水中的硬度和碱度,所以它可以只使用阳离子交换树脂而化学除盐要除去水中全部成盐离子,所以必须同时使用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂, 而且不能使用“盐型”树脂(即RNa、RCl一类的树脂)。
这是因为“盐型”树脂虽然可以除去水中的成盐离子, 但又生成新的成盐离子,使水的含盐量没有“本质”的变化。
如:RNa KHSiO3+RK + NaHSiO再如:RCl+NaHS03—→ RHSiO3+NaCl所以要除去水中的成盐离子,则必须同时使用强酸阳树脂和强碱阴树脂: RHROH+ NaHSiO3→RNa/RHSiO3+H2O③使用的再生剂不同。
水的离子交换软化,其树脂失效后可以用盐类来再生。
如再生Na型离子交换树脂就可以用食盐做再生剂:R2Ca+2NaCl—→2RNa+CaCl2在化学除盐工艺中,离子交换树脂失效后,再生剂必须为强酸(HCl或H2SO4) 和强碱(NaOH),不能使用盐类作再生剂。
因为当化学除盐工艺的离子交换树脂用盐类再生后,会使树脂转变成“盐型”树脂。
而前面讲过,“盐型”树脂用于化学除盐后, 只会改变水中成盐离子的型式,而不能除去水中成盐离子。
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离子交换除盐实验
离子交换除盐实验
一、实验目的
（1）加深离子交换基本理论的理解。
（2）了解并掌握离子交换设备的操作。
（3）熟悉离子交换除盐的过程。
（4）熟悉纯水水质的检测方法（电导仪、酸度计）。
二、实验原理
离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换树脂在电解质溶液中进行的。
利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。
水中各种无机盐类电离生成的阴阳离子经过H型离子交换树脂时，水中阳离子被H+取代，经过OH型离子交换树脂时，水中阴离子被OH-取代。
进入水中的H+和OH-结合成H2O，从而达到去除无机盐的效果。
水中所含阴、阳离子的多少，直接影响了溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理的水中离子很少，导电率很小，电阻值很大，生产上常以水的导电率控制离子交换后的水质。
三、实验装置及仪器
离子交换除盐实验装置如下图，交换柱用有机玻璃制成，尺寸为，内装树脂厚。
四、实验操作步骤：
（1）测定原水pH、电导率，记入表中。
（2）确认系统所有阀门处于“关闭”状态。
（3）依次开启自来水进水阀，阳离子交换柱进水阀门和出水阀，阴离子交换柱进水阀门和出水阀，调整交换柱内流速进行离子交换。
（4）交换10min 后，测定各离子交换柱出水电导率、pH。
（5）实验结束后，关闭所有进、出水阀门，切断各仪器电源。
五、实验结果整理
离子交换除盐实验记录表
实验日期：
原水温度℃pH 电导率S/cm。
离子交换除盐实验报告
离子交换除盐实验报告
实验目的：
通过离子交换的方法除去水中的部分盐分，了解离子交换除盐的原理和方法。
实验原理：
离子交换是利用某些特定的化学物质，将氢离子(H+)或氢氧化物离子(OH-)与特定的离子吸附在一起，从而实现离子的交换。
在水中，通常使用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂进行除盐，分别能去除水中的阳离子和阴离子。
实验器材：离子交换柱、水槽、分液漏斗、洗涤瓶等。
实验步骤：
1.将离子交换柱预处理，先用去离子水洗涤2次，保证树脂内没有杂质。
2.将离子交换柱连接水槽，实验过程中始终保持树脂内部有水润湿，以避免空气碰到树脂而影响除盐效果。
3.在水槽中加入要处理的水样，开启水泵，使水样通过离子交换柱，去除其中的盐分。
4.实验结束后，用去离子水冲洗离子交换柱，保持树脂处于清洁状态。
5.记录实验前后水样的盐分浓度，计算出去除的盐量。
实验结果：
经过离子交换处理后，水中的盐分浓度明显降低。
如处理前盐分浓度为100 mg/L，处理后盐分浓度为50 mg/L，说明成功除去了50 mg/L的盐分。
实验结论：
离子交换是除盐的一种有效方法，可以去除水中的剩余盐分，净化水质。
离子交换柱有一定的除盐效果，但需要配合合适的处理方法和设备，才能达到更好的除盐效果。
水在混合离子交换器中,阳、阴离子交换树脂除盐原理
水在混合离子交换器中,阳、阴离子交换树脂除盐原理随着社会的发展和工业化程度的提高，水资源的供给和质量越来越受到关注，特别是对于饮用水和工业生产中所使用的水质量要求更高。
为了改善水质，除盐技术被广泛应用。
而混合离子交换器是一种常用的除盐工艺装置，其原理主要是通过阳、阴离子交换树脂来实现除盐的目的。
本文将对水在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂除盐的原理进行介绍。
1. 混合离子交换器的基本原理混合离子交换器是一种利用阳、阴离子交换树脂来进行水质处理的设备。
其基本原理是利用阳、阴离子交换树脂吸附水中的阳、阴离子，从而实现除盐的目的。
在混合离子交换器中，阳、阴离子交换树脂呈现交替的层次结构，通过正负离子之间的吸附作用，在水流过程中实现离子的交换和去除。
2. 阳、阴离子交换树脂的作用阳、阴离子交换树脂是混合离子交换器中的核心部件，其作用主要是吸附和交换水中的阳、阴离子。
阳离子交换树脂主要吸附水中的钙、镁等金属离子，而阴离子交换树脂则主要吸附水中的氯、硫酸根等阴离子。
通过这种吸附和交换作用，可以有效去除水中的盐分和杂质。
3. 水在混合离子交换器中的除盐过程当水通过混合离子交换器时，首先会被阳离子交换树脂吸附，吸附的是水中的阳离子，比如钙、镁等金属离子。
随后，水流经阴离子交换树脂层，吸附掉水中的阴离子，比如氯、硫酸根等离子。
经过这样的处理过程，水中的盐分和杂质可以得到有效的去除，从而达到除盐的目的。
4. 混合离子交换器除盐的应用混合离子交换器除盐技术广泛应用于饮用水和工业生产中。
在饮用水处理方面，混合离子交换器可以去除水中的硬度离子和其他有害离子，从而提高水质，保障人民群众的饮水安全。
在工业生产方面，混合离子交换器可以用于纯水生产、电镀、制药等领域，去除水中的盐分和杂质，保证生产过程中所使用的水质量符合要求。
5. 阳、阴离子交换树脂的再生随着使用时间的延长，阳、阴离子交换树脂会逐渐饱和，从而影响除盐效果。
为了保证除盐设备的稳定运行，需要对阳、阴离子交换树脂进行再生。
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（5）离子交换反应的可逆性
离子交换反应是可逆的：
2RH+Ca2+
R2Ca+2H+
离子交换反应的可逆性是离子交换树脂可以反复 使用的重要性质。
（6）树脂的选择性与选择系数
选择系数
2R-B++A2+
R2A+2B+
K
A B
[R2 A][B ]2 [RB]2[ A2 ]
树脂对离子具有不同的亲和能力，对亲和能力强的离子优
（7）交换容量
交换容量：指一定数量离子交换树脂所带有的可 交换的离子的数量，单位mmol/g干树脂或 mmol/mL湿树脂。分全交换容量(理论值)和工作 交换容量(一定工作条件下的实际容量)
工作交换容量的Байду номын сангаас算
QG=
(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)
骨 架 代 号
顺 序 号
号
凝胶型交换树脂，在型号后面 用“×”号联接阿拉伯数学表示 交联度。
0 0 1×7
分 类 代 号
骨 架 代 号
顺 序 号
联 接 符 号
交 联 度
大孔型苯乙烯系弱碱阴离子交换树脂 凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂
代号 功能基
分类代号
0
1
2
3
4
强酸性 弱酸性 强碱性 弱碱性 螯合性
4.1 离子交换树脂 4.2 一级复床除盐 4.3 离子交换装置及其运行 4.4 混床
4.1 离子交换树脂
4.1.1 离子交换树脂的组成及分类 4.1.2 离子交换树脂的命名 4.1.3 离子交换树脂的物理化学性质
4.1 离子交换树脂
H2 H CC
H2 H2 H CCC
H2 C CH
强 酸 型
中 强 酸 型
弱 酸 型
II I
强 碱
强 碱
弱 碱
型型型
-SO3H -PO(OH)2
-COOH -N+(CH3)3Cl-
-NH2 , -NRH -NR2
N+(CH3)2（CH2CH2OH）
鳌 合 树 脂
氧 化 还 原 树
阴 阳 两 性 树
脂
脂
鳌合基 氧化还原基
阴阳两 性基
4.1.2 离子交换树脂的命名
-1-
前加“阴”字。 离子交换树脂的型
号由三位阿拉伯数字组 成，第一位代表产品的 分类，第二位数字代表 骨架的差异，第三位为 顺序号 ，用以区别基 团，交联度等不同。
-2-
4.1.2离子交换树脂的命名
凡大孔型离子交换树脂，在型 号前加“大”字的汉语拼音首 位字母“D”表示。
D3
0
1
大 孔 型 代
分 类 代 号
第四章 水的离子交换除盐
皖马公司600MW机组补给水工艺流程
净水站来经混凝、澄清、过滤处理的清水→加热器→ 自清洗保安过滤器→超滤装置→超滤产水箱→超滤产 水泵→反渗透保安过滤器→变频高压泵→反渗透装置 →淡水箱→淡水泵→强酸阳离子交换器→强碱阴离子 交换器→混床→除盐水箱→主厂房用水点。
内容
阳树脂>阴树脂;
盐型>氢型或氢氧型;(eg. 苯乙烯系Na型可在150℃以下使 用,而H型或OH型为20-100 ℃。）
I型强碱>II 型强碱;
弱碱>强碱(eg. 苯乙烯系弱碱型在80 ℃以下,而强碱在60 ℃以下。）
苯乙烯强碱>丙烯酸系强碱。（eg. 丙烯酸系强碱树脂在 38 ℃以下。）
物理性能 ：
(1)外观 (2)颗粒度 (3)含水量 (4)密度
1)湿真密度 2)湿视密度 （5)机械强度 （6)溶胀性 （7）耐热性
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
(1)粒度
树脂的粒度范围在0.3～1.25mm之间。 工业上常用“目数”表示树脂粒径的大小。 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%保留的筛孔 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。
影响选择性的因素：
1. 化弱合酸树价脂 2. 原子序数
H+》Fe3+>Al3+>Ca2+> Mg2+>K+ >Na+ > Li+
3. 浓强度碱树、脂温度等 PO43->SO42->NO3->Cl-> OH->F- >HCO3->HSIO3-
弱碱树脂
OH- 》SO42->CrO42->有机酸根>NO3->Cl- >HCO3-
先选择，和它结合力强使之不易泄漏。但由于结合牢固，再生
时，该离子被置换下来就很因难。
树脂对离子亲和能力的差异取决于两个方面。一是树脂自
身的性能，尤其是自身的交联度，二是与溶液中离子的性质、
组成和浓度有关。
树脂的选择性和影响因素
强酸树脂
Fe3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+ > H+
5 两性
6 氧化还原
骨架代号
代号
0
1
2
3
4
5
6
骨架类型 苯乙烯系 丙烯酸系 酚醛系 环氧系 乙烯吡啶系 脲醛系 氯乙烯系
交联度：交联剂的含量指标，生产过程中 加入的交联剂量占反应物的重量百分比； 一般7~10％，高于称高交联树脂。影响树 脂的强度和孔结构、交换性能。
4.1.3 离子交换树脂的物理化学性质
(2)密度
• 湿真密度＝湿树脂质量/颗粒本身总体积
阳树脂常比阴树脂的湿真密度大。
• 湿视密度＝湿树脂质量/树脂堆积体积
湿视密度用来计算交换器中装载树脂时所需湿 树脂的质量。
（3）溶胀性
干的离子交换树脂浸入水中时，其体积变大； RH RNa 体积变小； R`OH R`Cl体积变小。
（4）耐热性
4.1.1 组成及分类 (1) 组成
NaO3S
单体
HC CH
SO3Na
离子交换树脂 骨架
交联剂
可交换基团（简称活性基团）
(2)离子交换树脂的分类
凝胶型 孔型分类
大孔型
苯乙烯系 单体种类分类
丙烯酸系
(2)离子交换树脂的分类（依据所带活性基团特性）
离子交换树脂
阳离子交换树脂
阴离子交换树脂
其他离子交换树脂
离子交换树脂产品 分类、命名及型号
GBl631— 79《离子交换树脂 产品分类、命名及 型号》
根据离子交换树脂功 能基的性质，将其分为 强酸、弱酸、强碱、弱 碱、螯合、两性和氧化 还原等七类。
全称由分类名称，骨 架(或基团)名称，基本 名称(离子交换树脂)排 列组成。凡属酸性的应 在基本名称前加“阳” 字；凡属碱性，在基本 名称