离子交换除盐课件
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离子交换除盐课件
定期检测 对出水水质进行定期检测，确保水质 达标。
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。
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.pptx
10
第11页/共28页
图 树脂层交换层工作 状况
1—失效层； 2—工作层； 3— 尚 未 工 作 的 树 脂层
交换柱中的工作层是自上而下不断移动的。
11
第12页/共28页
12
2.2 一级复床除盐系
统
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。
单元制
13
第14页/共28页
强酸性阳离子交换树脂交换反应：
1/2Ca 1/2Mg
Na
1/2SO4 NCIO3 + RH → R HCO3
1/2Ca 1/2Mg +
Na
1/2H2SO4 HHNCOI3 1/2H2CO3
14
第15页/共28页
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。
例如：001×7——(凝胶型)苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7 。 110×4——(凝胶型)丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂，交联度为4。 D201——大孔型苯乙稀系强碱性阴离子交换树脂。
第7页/共28页
2.1 离子交换原理
树脂的离子交换是一种可逆反应，反应式可表示为： RA+B=RB+A
与任何化学平衡一样，上述反应遵循质量作用定律， 它的逆反应就是A型树脂的再生。平衡常数表达式：
20
第21页/共28页
鼓风除碳器的结构
除碳器工作时水中上部布水扳扳淋下 ，通过填料层后，从下部排入水箱。 空气从下部由风机引入，通过填料层 后由顶部排出。
第11页/共28页
图 树脂层交换层工作 状况
1—失效层； 2—工作层； 3— 尚 未 工 作 的 树 脂层
交换柱中的工作层是自上而下不断移动的。
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第12页/共28页
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2.2 一级复床除盐系
统
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。
单元制
13
第14页/共28页
强酸性阳离子交换树脂交换反应：
1/2Ca 1/2Mg
Na
1/2SO4 NCIO3 + RH → R HCO3
1/2Ca 1/2Mg +
Na
1/2H2SO4 HHNCOI3 1/2H2CO3
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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。
例如：001×7——(凝胶型)苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7 。 110×4——(凝胶型)丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂，交联度为4。 D201——大孔型苯乙稀系强碱性阴离子交换树脂。
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2.1 离子交换原理
树脂的离子交换是一种可逆反应，反应式可表示为： RA+B=RB+A
与任何化学平衡一样，上述反应遵循质量作用定律， 它的逆反应就是A型树脂的再生。平衡常数表达式：
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鼓风除碳器的结构
除碳器工作时水中上部布水扳扳淋下 ，通过填料层后，从下部排入水箱。 空气从下部由风机引入，通过填料层 后由顶部排出。
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)
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)
离子交换除盐课件课件
2 酚醛系
3 环氧系
4
乙烯吡啶 系
5 脲醛系
6 氯乙烯系
现在学习的是第7页，共40页
二、离子交换树脂的性能
2-1离子交换树脂的物理性能
1）.外观:浅黄或深黄色球形颗粒、粒径一般在0.3-1.2毫米范围。 • 2）.密度:树脂的密度分为视真密度和湿视密度。湿视密度可用来计算交换器中装载的湿树
脂重量。
• 2.按合成离子交换树脂的单体种类不同，可分为苯乙烯系、丙烯酸系。 • 3.按离子交换树脂的孔型不同。可分为凝胶型和大孔型两大类。 • 凝胶型树脂的网孔很小，平均孔径1-2nm，且大小不一。在干的状态下，这
些网孔并不存在，当浸入水中呈湿态时，它们才显示出来。 • 大孔型树脂具有永久性网孔。无论在干态或湿态都存在比凝胶树脂更多更
一级复床除盐 一级复床+混床除盐 原水只一次相继通过H型离子交换器和OH型离子交换器进行 除盐的工艺,称一级复床除盐.
现在学习的是第22页，共40页
5.1一级复床除盐
• 典型的一级复床除盐由一台H离子交换器、一个除碳器和一个OH 离子交换器串联而成.
•
原水在H 离子交换器中经H离子交换后,水中各种阳离子被吸
现在学习的是第3页，共40页
现在学习的是第4页，共40页
1-2离子交换树脂分类
• 1、凡带有酸性活性基团,能与水中阳离子进行交换反应的称阳离子交换树脂;凡 带有碱性活性基团,能与水中阴离子进行交换反应的称阴离子交换树脂.
• 按活性基团上H+或OH- 电离的强弱程度，又可分为强酸性阳离子交换树脂 （如RSO3H，）和弱酸性阳离子交换树脂（如RCOOH）;强碱性阴离子交 换树脂（R NOH ）和弱碱性阴离子交换树脂(R NHOH ).
18.水质工程学III—水的软化与除盐 §2-6离子交换除盐方法与系统(下)(ppt文档)
• 除二氧化碳器放在阴床之前是为了减轻阴床负荷。水量小 和进水碱度低的小型除盐装置可以省去除二氧化碳器。
• 强碱阴床设置在强酸阳床之后的原因在于； • 1．若进水先通过阴床，容易生成CaCO3、Mg(OH)2 沉积在树脂层内，使强碱树脂交换容量降低。 • 2．阴床在酸性介质中易于进行离子交换，若进水 先经过阴床，更不利于去除硅酸，因为强碱树脂对硅酸 盐的吸附要比对硅酸的吸附差得多。 • 3．强酸树脂抗有机物污染的能力胜过强碱树脂。 • 4．若原水先通过阴床，本应由除二氧化碳器去除 的碳酸，都要由阴床承担，从而加了再生剂耗用量。
A.原理：
(1)原理与特点：
由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触。好像有许多阳
床和阴床串联一起，构成无数微型复床，反复进行多次脱盐 ，因而出水纯度高，其电阻率达到5～10× 106Ω .cm
B.特点：
a.出水水质纯度高。 混床离子交换可以把水中含有的离子几乎全部去除，出水含盐量在1mg
／L以下。对需高纯水的场合，混合床完全成了标准的方法，一般不需考虑其 它技术。下表列出混合床与双层床出水水质的比较。
阴双层床的再生操作步骤，除了再生后有时要进行反洗分层外 ，基本上与单层床逆流再生相同。不过，再生条件要求更为严格）：在复床后设置一 高流速阳床以替代混合床。
• 目的：克服混合床再生操作复杂，阴阳树脂 难以彻底分开。
• 原理：复床中的阳床容易泄漏钠离子，且阴 床再生液氢氧化钠在阳床内残留，导致出水 电解质主要是氢氧化钠。再经过一道阳床（ 即氢型精处理器）可简单彻底地去除钠离子 ： NaOH+RH=RNa+H2O
• 弱酸树脂主要用于去除水中碳酸盐硬度，如 硬度与碱度的比值太小，所需弱酸树脂层就 很薄，失去了双层床的意义。
《离子交换分离法》课件
将含有所需离子的化合物溶解在溶 剂中，再加入凝胶剂形成溶胶，经 过老化、凝胶化、干燥等步骤制备 成离子交换剂。
化学键合法
将具有特定功能的有机物通过化学 键合作用固定在载体上，制备成具 有特定功能的离子交换剂。
离子交换剂的性能指标
交换容量
指单位质量的离子交换剂所 能交换离子的量，是衡量离 子交换剂性能的重要指标之 一。
在食品工业中的应用
食品添加剂生产
离子交换分离法可用于生 产食品添加剂，如柠檬酸 、苹果酸等，提高产品质 量和纯度。
果汁和乳制品加工
在果汁和乳制品加工过程 中，离子交换分离法可用 于去除杂质离子，提高产 品的口感和品质。
食品包装材料处理
离子交换分离法可用于食 品包装材料的处理，去除 其中的有害物质，提高食 品安全。
《离子交换分离法 》ppt课件
目 录
• 离子交换分离法简介 • 离子交换剂 • 离子交换分离法的基本操作 • 离子交换分离法的应用实例 • 离子交换分离法的优缺点及发展前景
01
CATALOGUE
离子交换分离法简介
离子交换分离法的定义
离子交换分离法是一种利用离子交换 剂与溶液中的离子进行可逆交换，从 而实现离子或离子的混合物分离的方 法。
选择性
指离子交换剂对不同离子的 选择性差异，通常用某一离 子的交换容量与另一离子的 交换容量的比值来表示。
平衡速度
指离子交换剂与溶液中的离 子达到平衡状态所需的时间 ，是衡量离子交换剂性能的 重要指标之一。
再生性能
指离子交换剂在使用过程中 经过多次再生后性能的保持 能力，是衡量离子交换剂性 能的重要指标之一。
05
CATALOGUE
离子交换分离法的优缺点及发展前景
化学键合法
将具有特定功能的有机物通过化学 键合作用固定在载体上，制备成具 有特定功能的离子交换剂。
离子交换剂的性能指标
交换容量
指单位质量的离子交换剂所 能交换离子的量，是衡量离 子交换剂性能的重要指标之 一。
在食品工业中的应用
食品添加剂生产
离子交换分离法可用于生 产食品添加剂，如柠檬酸 、苹果酸等，提高产品质 量和纯度。
果汁和乳制品加工
在果汁和乳制品加工过程 中，离子交换分离法可用 于去除杂质离子，提高产 品的口感和品质。
食品包装材料处理
离子交换分离法可用于食 品包装材料的处理，去除 其中的有害物质，提高食 品安全。
《离子交换分离法 》ppt课件
目 录
• 离子交换分离法简介 • 离子交换剂 • 离子交换分离法的基本操作 • 离子交换分离法的应用实例 • 离子交换分离法的优缺点及发展前景
01
CATALOGUE
离子交换分离法简介
离子交换分离法的定义
离子交换分离法是一种利用离子交换 剂与溶液中的离子进行可逆交换，从 而实现离子或离子的混合物分离的方 法。
选择性
指离子交换剂对不同离子的 选择性差异，通常用某一离 子的交换容量与另一离子的 交换容量的比值来表示。
平衡速度
指离子交换剂与溶液中的离 子达到平衡状态所需的时间 ，是衡量离子交换剂性能的 重要指标之一。
再生性能
指离子交换剂在使用过程中 经过多次再生后性能的保持 能力，是衡量离子交换剂性 能的重要指标之一。
05
CATALOGUE
离子交换分离法的优缺点及发展前景
华北理工水质工程学Ⅰ课件22苦咸水淡化与除盐-2离子交换除盐方法与系统
交联度为8~10%的H型强酸树脂对Na的 选择系数为1.5~2.0。
交联度为8%的OH型强碱树脂对Cl-的选 择系数为2.0。
22℃度水的离子积1×10-14
K=(3~4)×1014
（2）出水水质稳定：工作条件发生变化 时，出水所达的最高纯度值并不变。
（3）间断运行影响小：混床投入2~3分 钟可达出水要求，而复床要10分钟。
柱之后，柱中反应。
RHCO 3 RCO 3
H2SO4 HCl
RRCSOl 4
H2CO3
脱气 CO2↑+H2O
若用NaOH再生，脱气在弱碱柱前后均可。
（三）强酸—脱气—弱碱—强碱系统：
1、加双碱目的：弱碱 柱去除强酸阴离子， 强碱柱主要去除硅。 再生采用串联再生方 式，省再生剂。
床负担。
（二）强酸—弱碱—脱气系统： 1、适用条件：
（1）原水中强酸性阳离子含量大。 （2）不要求除硅的情况下。 2、优点：利用了弱碱树脂容易再生的 优点，达到了节省再生剂的目的。
再生剂可用NaOH、Na2CO3或 NaHCO3 。
3、脱气塔的位置： 若用Na2CO3或NaHCO3再生，脱气在弱碱
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
3、特点： （1）出水纯度高: 选择性系数
K
RNaRClH2O RHROHNaCl
K
Na H
K Cl OH
1 KH2O
K
RNaH RHNa
RClOH ROHCl
H2O
H OH
KNaH——阳树脂的选择系数; KClOH——阴树脂的选择系数; KH2O——水的离子积; K——阴、阳混合树脂的选择系数。
出水电阻率可达10×106Ω·cm 硅含量 0.02mg/l的水平 （2）强酸—弱碱—脱气—混合床系统 ： 出水 电阻率可达10×106Ω·cm 硅含量0.005mg/l的水平。 （3）强酸—脱气—弱碱—强碱—混合床系统：
除盐水工艺培训课件
离子交换树脂
离子交换树脂是一种用于去除水中离子的材料，通过离子交换反应，将水中的阳离子或阴离子吸附在树脂上，从而实现水质 软化的目的。
离子交换树脂需要定期再生，以恢复其交换能力，同时也要注意防止树脂污染和破碎等问题。
04
除盐水处理操作与管理
设备操作规程
设备启动
在启动设备前，应确保所有准备工作已经完成，如检查设备是否 正常、检查水源是否充足等。
维修保养
当设备出现故障时，应及时进行维修保养，确保设备的正常运行。
生产过程监控与优化
监控参数
在生产过程中，应对关键参数进行实时监控，如水的浊度 、pH值等。
01
数据记录与分析
对监控到的数据进行记录和分析，找出 生产过程中的问题，并提出改进措施。
02
03
优化操作
根据监控和分析结果，对操作过程进 行调整和优化，提高生产效率和产品 质量。
总结词
除盐水处理工艺通常需要消耗大量能 源，能耗问题不仅会增加生产成本，
还会对环境造成影响。
解决方案
优化工艺参数和操作条件，降低设备 能耗。采用节能型设备和工艺，如高
效反渗透膜和节能型水泵等。
预防措施
加强能源管理和监测，制定节能降耗 目标和措施，提高员工节能意识。
06
除盐水处理案例分析
某电厂除盐水处理案例
注意事项
选择合适的离子交换剂，并注意再生液的排放和处理 。
膜分离技术
1 2
原理
膜分离技术利用不同孔径的膜，使水在压力作用 下通过膜过滤，实现不同物质的分离。
组件
包括膜组件、清洗系统和控制系统等。
3Hale Waihona Puke 注意事项定期清洗和维护膜组件，保证其分离性能和使用 寿命。
工业水处理技术离子交换和膜法除盐水处理PPT课件
精品课件
16
第三节 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统
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
精品课件
17
第三节 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
精品课件
33
第一节 电渗析法除盐水处理
三、电渗析法水处理除盐工艺系统
电渗析器本体的工艺系统 电渗析器和其他水处理设备的组合系统
精品课件
34
第一节 电渗析法除盐水处理
四、电渗析器运行的工艺参数
精品课件
35
第一节 电渗析法除盐水处理
四、电渗析器运行的工艺参数
极化现象
极化是电渗析器运行中常见问题，其危害如下
精品课件
10
第二节 离子交换软化及脱碱联合水处理
二、氢型弱酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换
精品课件
11
第三节 离子交换除盐水处理
一、离子交换除盐水处理的原理
精品课件
12
第三节 离子交换除盐水处理
一、离子交换除盐水处理的原理
混合床离子交换器是指阳、阴两种离子交换树脂按一定比例混合 后装填于同一交换器内的离子交换器。简称为混合床。
精品课件
13
第三节 离子交换除盐水处理
二、氢氧型强碱性阴离子交换树脂的工艺性能
三、氢氧型弱碱性阴离子交换树脂的工艺性能
四、离子交换除盐水处理的系统
五、离子交换除盐运行过程中交换器失效的控制
精品课件
14
第三节 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统
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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)
失效层 工作层
尚未工作 的树脂层
RNa RNa RH
•
出水
4-1交换器出水的水质变化
• A点至B点是交换器运行初期和 中期阶段出水水质,水中的Na+ 浓度几乎接近于零,且水质稳 定; • B点是Na+离子的穿透点,此时 即达到交换运行的终点.如果 继续通水运行水中的Na+浓度 就会很快增加.直至与进水中 Na+浓度相等.继续延长运行时 间出水就会有Ca2+离子穿透, 所以 BC 线段为交换器运行末期 图中 ABDE 的面积相当于交换器内树脂的工作交换容量. 水质变化曲线 . ABCDE 就相当于全交换容量 .两面积之比则为交换器数值的利用率.
3-2树脂在使用中应注意的问题
1.防止游离氯对树脂的破坏(污染). 自来水中残留的余氯是造成强酸性阳树脂结构破坏的主要原因. 现象:树脂颜色变浅,体积增大,强度降低易破碎,工作交换容量 降低. 除去水中余氯的主要方法:在自来水中加还原剂亚硫酸钠去除游 离氯,在交换器前设置活性碳过滤器,进行吸附处理. • 2.防止铁离子污染.阴树脂易被铁离子污染. • 主要是水源水或再生剂中含铁量过高,及钢制水处理设备防腐不 良所造成. • 现象:树脂颜色明显变深,体积变小,再生困难,交换容量降低,产 水量明显减少,且出水水质变差. 防止铁离子污染的方法.应及时消除设备衬胶层的渗漏与破损处, 避免铁的腐蚀产物进入交换器内.含铁地下水不能直接进入交换 器. 间隔一定时间,采用稀盐酸对阴树脂进行浸泡处理.
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5.2运行中的交换反应及水质变化
• （1）.H型交换器中的交换反应及水质变化。
• 强酸性阳树脂的活性基团与水中主要阳离子交换反应 为： • 2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca + 2H2CO3 • 2RH + Mg(HCO3)2 → R2Mg + 2H2CO3 • 2RH + Na2SO4 → R2Na + 2H2SO4 • RH + NaCl → R2Na + HCl • 经H离子交换后，水中的各种阳离子都被交换成H+ ， 其中的碳酸盐转变成弱酸H2CO3，中性盐转变成相 应的强酸。
水的离子交换除盐
戴昆仑
• 天然水经预处理后除去了水中的悬浮物、胶体和大部分 有机物，但水中的溶解盐并没有改变，用于锅炉的补给 水时，还必须进一步处理。除去水中溶解性盐类目前主 要有三种方法： • 离子交换法、膜分离法和蒸馏法。在水处理领域内以离 子交换法最为普遍。 • 离子交换法是指: 某些物质遇水时能将本身具有的离子与水中带同类电荷 的离子进行交换反应的方法。这些物质称为离子交换剂。 目前普遍应用于水处理中的离子交换剂是合成的 • • 1）.外观:浅黄或深黄色球形颗粒、粒径一般在0.3-1.2毫米范围。 2）.密度:树脂的密度分为视真密度和湿视密度。湿视密度可用来计算 交换器中装载的湿树脂重量。 湿视密度：是指树脂在水中充分溶胀后的质量与其堆积体积之比。 湿视密度 = 湿树脂质量/湿树脂的堆积体积 （克/毫升） 3）.含水率.在离子交换树脂骨架的空间都充满着水，其中的含水量与 树脂重量的百分比称为含水率。 含水率 =（湿树脂重-干树脂重）/湿树脂重×100％ 4）.溶胀性。将干树脂浸入水中后，其体积会膨胀；树脂由一种离子型 转为另一种离子型时，体积也会变化。这种现象称为树脂的溶胀性。
•
2-2离子交换树脂的化学性能
• 离子交换树脂的选择性. • 交换容量
2-3离子交换原理
离子交换树脂在水溶液中形成双电层，即固定层和反离子(扩散) 层. 离子交换就是扩散层中的反离子和溶液中带同类电荷的离子相互交换位 置. 而扩散层中的反离子与溶液中的反离子相互交换能够进行的推动 力，是离子之间存在着浓度差。 对于每一颗粒树脂来说,其中的交换基团很难全部转变成一种离子 形式.这就是树脂的工作交换容量和再生交换容量小于全交换容量 的原因之一.
1-3离子交换树脂的命名
• • 1.名称。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架名称、基本名称依次 排列组成。 基本名称为离子交换树脂。阳、阴分类名称在基本名称前加“阳”或 “阴”字。凝胶型树脂在型号前不加任何字母。大孔型树脂在全名称前 加“大孔”两字。 2.型号 第一位数字代表产品分类（活性基团），第二位数字代表骨架（单体） 组成，第三位数字为顺序号。交联度值可在型号后用×号表示。
1-2离子交换树脂分类
• 1、凡带有酸性活性基团,能与水中阳离子进行交换反应的称阳离子 交换树脂;凡带有碱性活性基团,能与水中阴离子进行交换反应的称 阴离子交换树脂. • 按活性基团上H+或OH- 电离的强弱程度，又可分为强酸性阳离子交 换树脂（如RSO3H，）和弱酸性阳离子交换树脂（如RCOOH）;强碱性 阴离子交换树脂（R NOH ）和弱碱性阴离子交换树脂(R NHOH ). • 2.按合成离子交换树脂的单体种类不同，可分为苯乙烯系、丙烯酸 系。 • 3.按离子交换树脂的孔型不同。可分为凝胶型和大孔型两大类。 • 凝胶型树脂的网孔很小，平均孔径1-2nm，且大小不一。在干的状态 下，这些网孔并不存在，当浸入水中呈湿态时，它们才显示出来。 • 大孔型树脂具有永久性网孔。无论在干态或湿态都存在比凝胶树脂 更多更大的孔（孔径一般在20-100nm）。大孔树脂的优点：抗氧化 能力较强，机械强度较高。
三、交换树脂的使用、贮存及 污染
• 3-1新树脂使用前的处理:
• 1.用食盐水处理. • 用约为两倍树脂体积的10%的NaCI溶液浸泡18-20小时以上,排掉食盐水, 用水冲洗树脂直至排出的水不呈黄色为止,然后进行反洗,以除去混在树 脂中的机械杂质和细碎的树脂粉末. • 2.用稀盐酸处理. • 用约为两倍树脂体积的5%的HCI溶液浸泡4-8小时,放掉酸液,再用小流量 进行反洗,直至排水接近中性为止. • 3.用稀氢氧化钠处理. • 用约为两倍树脂体积的2%的NaOH溶液浸泡4-8小时,放掉碱液, 冲洗树脂 至排水接近中性为止. • 对于阴树脂经上述处理后已变成OH型,可直接应用.对于阳树脂经上述处 理后是Na型,用于化学除盐系统,还需再用盐酸处理转变为H型.
5.1一级复床除盐
• 典型的一级复床除盐由一台H离子交换器、一个除碳器和 一个OH离子交换器串联而成. • 原水在H 离子交换器中经H离子交换后,水中各种阳 离子被吸附在树脂上,被交换下来的H+ 与水中的阴离子 结合成相应的酸,其中所有的HCO3- 全部转变成游离CO2 在除碳器中被脱除.水进入OH离子交换器后,以酸根形式 存在的阴离子与OH型阴树脂进行交换反应被除去,被交换 下来的OH离子与水中的H离子结合,生成水(H2O)从而将水 中溶解盐类除去.其反应实质: H+ + OH- H2O
4-2离子交换器的再生过程
• 离子交换器运行至 树脂失去交换水中欲除去离子 的能力时称为失效，恢复树脂交换能力的过程叫 再生。 • 为了恢复交换器内树脂的交换能力,必须用专门配 置的酸、碱药液进行再生处理,使失效树脂重新转 变成所要求得型态；再生程度的优劣不但对以后 运行时的交换容量,出水水质有着直接的影响.而 且再生剂的消耗量在很大程度上决定着离子交换 系统运行经济费用.因此对再生过程中各种影响因 素及操作方法必须高度重视.
4离子交换器的运行过程
• 根据交换器的实际运行情况,近似的将 整个交换剂层分为三个区域: 进水
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• • • •
失效层
工作层(交换带) 尚未工作的树脂层 交换器的运行实质上是其中交换剂工 作层自上而下不断移动的过程. 因树脂对各种离子的选择性不同,被吸 着离子在树脂层中有分层现象.沿水流 方向依(Ca2+ 、 Mg2+ 、 Na+ 、 H+)次 分布.最上层是吸着能力最大的离子, 最下部为吸着能力最小的离子. 当工作层下移至出水端，未工作层消 失，出水中Na+ 离子浓度达到规定值 时，即运行终止。（树脂失效） R2Mg R2Ca