天然水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣等無機鹽雜質,蒸餾法可以將水蒸發冷卻後形成所謂的蒸餾水,水從液相轉換為氣相的過程中,無機鹽雜質被沉澱去除。離子交換法去除水中無機鹽雜質原理為:
應用離子交換樹脂進行水處理時,離子交換樹脂可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號電荷的離子相互交換而達到凈化水的目的。
如H型陽離子交換樹脂遇到含有Ca2+、Na+的水時,發生如下反應:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
當OH型陰離子交換樹脂遇到含有Cl-、SO42-的水時,其反應為:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反應的結果是水中的雜質離子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分別被吸著在樹脂上,樹脂由H型和OH型變為Ca型、Na型和Cl型SO4型,而樹脂上的H+、OH-則進入水中,相互結合成為水,從而除去水中的雜質離子,製得純水。
H+ + OH- →H2O
離子交換樹脂的離子與水中的離子之間所以能進行交換,是在於離子交換樹脂有可交換的活動離子。而且因為離子交換樹脂是多孔的,即在樹脂顆粒中存在著許多水能滲入其內的微小網孔,這樣使樹脂和水有很大的接觸面,不僅能在樹脂顆粒的外表面進行交換,而且在與水接觸的網孔內也可以進行這一交換。
如前所述,合成的離子交換樹脂是一種帶有交聯劑的高分子化合物,有許多水能滲入的網孔,交換劑的內部是一個立體的網狀結構作為骨架,這些網組成了無數的四通八達的孔隙,孔隙裡面充滿了水。在孔隙的一定部位上有一個可以自由活動的交換離子。當離子交換樹脂和水溶液接觸時,水溶液即通過這些網狀結構的孔滲入其內,離子交換樹脂進行離解,結果是一定數量的離子(H型離子交換樹脂為氫離子,OH型離子交換樹脂為氫氧根離子)進入圍繞離子交換樹脂顆粒四周的水溶液中,形成離子霧。
離子交換樹脂與水溶液中離子的交換過程,實際上就是離子霧中的離子與水溶液中的離子的相互交換過程,其機理可以用雙電層理論進行解釋。
這種理論是將離子交換樹脂看作具有膠體型結構的物質,即在離子交換樹脂的高分子表面上有和膠體表面相似的雙電層。也就是說,在離子交換樹脂的高分子表面有兩層離子,緊挨著高分子表面的一層離子(如強酸性陽樹脂中的—SO3-),稱為內層離子,在其外面的是一層符號相反的離子層(如強酸性陽樹脂中的H+)。和內層離子符號相同的離子稱為同離子,符號相反的稱為反離子。
❷ 怎樣用離子交換法去除氫氧根中的氯離子
採用陰,陽離子交換形式,就可去除水中氯離子
❸ 離子交換的水處理中的應用
EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學葯劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。 EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸鹼液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸鹼再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
·佔地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大 EDI裝置與混床離子交換設備屬於水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的優越性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,最高可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸鹼儲存、酸鹼添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小於混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用,省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。 EDI裝置屬於水精處理設備, 具有連續產水、水質高、易控制、佔地少、不需酸鹼、利於環保等優點, 具有廣泛的應用前景。隨著設備改進與技術完善以及針對不同行業進行優化, 初投資費用會大大降低。可以相信在不久的將來會完全取代傳統的水處理工藝中的混合 。
控制氮含量的方法(4種):生物硝化-反硝化(無機氮延時曝氣氧化成硝酸鹽,再厭氧反硝化轉化成氮氣);折點氯化(二級出水投加氯,到殘余的全部溶解性氯達到最低點,水中氨氮全部氧化);選擇性離子交換;氨的氣提(二級出水pH提高到11以上,使銨離子轉化為氨,對出水激烈曝氣,以氣體方式將氨從水中去除,再調節pH到合適值)。每種方法氮的去除率均可超過90%。
❹ 負硬度水可以用氫離子交換器嗎
所謂負硬度水就是水的鹼度>硬度,氫離子交換器就是降低水中鹼度含量的制水設備,但你還應注意兩個問題,一是氫離子交換器最好選用弱酸樹脂載體,主要是減少排廢量,二是H離子交換器後的除碳問題...。一傑水質
❺ 陰離子交換柱能去除水中的什麼
作用是用陰樹脂中的氫氧根交換掉水中的其他陰離子。混合物通過陰離子交換柱,陰離子可以被吸附從而與其他物質分開,一般來說,陰離子交換柱的吸附劑應該呈陽性。
❻ 怎樣去除水中 的硫酸鹽
1、如果水量較少:可採用化學方法,加入鋇鹽(如氯化鋇),使硫酸根變成硫酸鋇沉澱,然後過濾除去。
2、如果水量較多:可採用離子交換器了,通過一台陰離子交換器+一台陽離子交換器串聯在供水迴路中,即可達到目的。
Ba^(2+) + (SO4)^(2-)=(BaSO4)↓
陰離子交換器 又叫陰床,作用是用陰樹脂中的氫氧根交換掉水中的其他陰離子。
陽離子交換器 又叫陽床,根據其樹脂再生所用葯劑可分為氫型和鈉型;鈉離子交換器即軟化器是用於去除水中鈣離子、鎂離子,製取軟化水的離子交換器。
幾種重要硫酸鹽
硫酸鈣
自然界中的硫酸鈣以石膏礦的形式存在。含有兩個結晶水的硫酸鈣(CaSO4·2H2O)叫做石膏(也叫生石膏)。將石膏加熱到150℃,就會失去大部分結晶水而變成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏與水混合成糊狀後會很快凝固,轉化為堅硬的生石膏。
利用石膏的這一性質,人們常利用它製作各種模型和醫療上用的石膏綳帶。在水泥生產中,可用石膏調節水泥的凝固時間。在石膏資源豐富的地方可以用它來制硫酸。
硫酸鋇
天然的硫酸鋇稱為重晶石,它是製取其他鋇鹽的重要原料。硫酸鋇不容易被X射線透過,在醫療上可用作檢查腸胃的內服葯劑,俗稱「鋇餐」。硫酸鋇還可以用作白色顏料,並可做高檔油漆、油墨、造紙、塑料、橡膠的原料及填充劑。
硫酸亞鐵
硫酸亞鐵的結晶水合物俗稱綠礬(FeSO4·7H2O)。在醫療上硫酸亞鐵可用於生產防治缺鐵性貧血的葯劑,在工業上硫酸亞鐵還是生產鐵系列凈水劑和顏料氧化紅鐵(主要成分為Fe2O3)的原料。
❼ 除氯離子水設備、如何去除水中氯離子反滲透離子交換去除水
一、去離氯離子水來處理源設備的工作原理 離子交換混床,是將陰陽樹脂按一定比例裝置填在同一交換器中,運行前將它他混合均勻。此時被處理水在通過混合離子交換床後,所產生的氫離子和氫氧根離子立即生成溶解度很低的水,很少形成陽離子或陰離子交換時的反離子。可以使交換反應進行很徹底,故水質好,所以混合床串聯在反滲透或一級復床除鹽系統後面,用於純水或高純水的制備。 二、去除氯離子水設備的應用范圍 混床應用於醫葯、化妝品、電子、化工、電力等行業的水處理中,主要用於反滲透、離子交換復床、超濾系統等的後處理,通過用於對水中陰陽離子的置換,生產出超純水。 三、 去除氯離子水設備的性能特點 1、 置換效果好、再生周期長,再生費用低; 2、 使用、管理簡便,運行費用低。 3、 高純水機上使用,還提供給國內許多高純水用戶,用作終端水處理,質量受到用戶的好評
❽ 什麼是去離子水,是不是去除水中的全部氫氧根離子
去離子水是指除去了呈離子形式雜質後的純水,應用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子,但水中仍然存在可溶性的有機物.
去離子水,根據制備方法和應用的不同,其電導率一般在幾十uS/cm至0.055uS/cm之間。
水會自耦電離,裡面一定會有OH-,25℃時1L純水中只有1×10^(-7)mol的水分子發生電離。
H2O+H2O≒H3O+
+
OH-
❾ 離子交換樹脂如何去除水中無機鹽
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交版換樹脂作用環境權中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+ 進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。