1. 离子交换过程的5个步骤
离子交换过程归纳为如下几个过程1.水中离子在水溶液中向树脂表面扩散2.水中离子进入树脂颗粒的交联网孔,并进行扩散3.水中离子与树脂交换基团接触,发生复分解反应,进行离子交换4.被交换下来的离子,在树脂的交联网孔内向树脂表面扩散5.被交换下来的离子,向水溶液中扩散影响交换的主要因素有流速、原料液浓度、温度等。流速原料液的流速实际上反映了达到反应平衡的时间,在交换过程中,离子进行扩散—交换—扩散一系列步骤,有效地控制流速很重要。一般,交换液流速大,离子的透析量就高,未来及交换而通过树脂层流失的量增多。因此,应根据交换容量等选择适宜的流速。原料液浓度树脂中可交换的离子与溶液中同性离子既有可能进行交换,也有可能相斥,液相离子浓度高,树脂接触机会多,较易进入树脂网孔内,液相浓度低,树脂交换容量大时,则相反。但液相离子浓度过高,将引起树脂表面及内部交联网孔收缩,也会影响离子进入网孔。实验证明,在流速一定时,溶液浓度越高,溶质的流失量液越大。温度温度越提高,离子的热运动越剧烈。单位时间碰撞次数增加,可加快反应速率。但温度太高,离子的吸附强度会降低,甚至还会影响树脂的热稳定性,经济上不利,实际生产中采用室温操作较宜。
赞同0
暂无评论
2. 谁知道离子交换器主要运行方式及优缺点有哪些
离子交换器根据置换方式不同有以下几种运行方式;
(1)顺流再生、顺流软化方式:原水专及还原液均从交换器上部进属入,向下流动。该种方式嚎水是自上向下流动,因水流动方向与还原液流动方向一致,使还原液不能很好地与失效的交换剂进行还原反应造成耗盐量增大,软化后的水质较差,很少使用该方式。
(2)逆流软化、顺流再生软化方式:即还原液自上向下流动,而原水从罐的下部向上流动,软化水自罐体上部流出。该种方式因还原液流动方向与水流动方向相反,提高了还原液的利用率,多用于小型交换器。
(3)顺流软化、逆流再生软化方式:原水自上向下流动而还原液自下向上流动,软水从罐体下部流出。这种方式可提高再生效果,因此软化水的质量好,可节约食盐量和清洗水量,一般多采用该种运行方式的交换器。
3. 离子交换器怎么操作
离子交换器的操作步骤:
(1) 运行操作:运行时,由交换器底部进水,顶部出水。需开启出 水阀门和进水阀门。 (2) 落床操作:当树脂失效时(化验出水水质不合格时),进行落床 操作。为了避免乱层,采用排水落床方式。需开启空气阀门和正洗排放阀门,快速的把水放完后关闭两个阀门。
(3) 再生操作:再生时,从交换器顶部进再生液,流速要慢,再生 时间为40—50分钟。先打开再生进盐门和正洗排放门,再检查再生泵上的阀门为开启状态,然后启动再生泵的电源开关,启动“开”的按钮,直到再生液进完,启动“停”的按钮,最后关闭再生进盐阀门和正洗排放阀门。
(4) 浸泡操作:即让再生液浸泡在交换器内,时间大约为50—60 分钟。若急需用水,此操作步骤可省略。
(5) 置换及正洗操作:置换时需开启正洗进水阀门和正洗排放阀门, 废液排放的流速要慢,控制流速4—5m/h。置换时间大约为30—40分钟。正洗时仍开启正洗进水阀门和正洗排放阀门。正洗时流速要快,时间大约为10—20分钟。此时需从排放口取水样,化验水样的硬度,当水样的硬度≤0.08mmol/L停止正洗,关闭所有阀门。
(6) 启床及清洗操作:启动离子交换器时要迅速进水,进行托床, 流速为30—50m/h,在2—3分钟内就成床,此时进行清洗,出水排放,清洗至水样透明,化验水质合格后,方可投入运行,需先开启进水阀门和反洗排放阀门,合格后开出水阀门,关闭反洗排放阀门,进行正常运行。
4. 什么是阳离子交换塔
阳离子交换塔就是一个溶液被分成2半,中间有道膜。只可以通过阳离子,而阴离子不可以同过
大概就是这样了
5. 阳离子交换塔是什么
阳离子交换塔 是指 离子交换树脂装填容器,装填树脂为阳离子交换树脂,对处理液中阳离子进行选择性吸附
6. 离子交换器的工作原理
工作原理就是离子的交换。
运行时:阳树脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
阴树脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+为金属离子,X-为阴离子。
再生过程为其逆过程。
离子交换器的失效控制
离子交换除盐水处理最简单的流程为 阳床-阴床 组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制,即每套一级复床除盐系统包括 阳床、(除碳器)、阴床各一台,在离子交换除盐运行过程中,无论是阳床还是阴床先失效,都是同时再生;还有的一级复床除盐系统采用母管制,即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的,哪一台交换器失效就再生哪一台。
1 检测和控制原理
强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金属离子Na+被吸附的能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,H+.最后被其他阳离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的Na+;因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的;其反应方程为(A代表金属阳离子,R为树脂基团):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,OH-.被其他阴离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的HSiO3-;因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的;其反应方程为(B代表酸根阴离子,R为树脂基团):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制点和控制方法
由于母管制系统包含了单元制系统,而且它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、降低酸碱消耗等优点,我们在研究中主要讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。
以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例,该系统为母管制水处理系统,系统的结构为:砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床- 一阴-二阴-混床-精滤-纯水罐,系统产水能力为5 t/h,在系统的失效控制研究中,我们提出单元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系统的优点对系统进行失效控制。
(1)RO对各有机溶质的去除率大于NF膜。(2)不同有机溶质的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%、81.45%,而对苯胺的吸光度去除率则分别为61.50%、46.82%)。
3 出水水质
原水经一级复床除盐后,电导率(25℃)低于10μS/cm,水中硅含量低于100μg/L。
7. 氨氮吸收塔 氨氮脱氮塔 是什么原理 我们厂是制药厂 就是车间的废液要进行脱氮处理后再去废水站处理
废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法)
(一) 生物硝化
在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程,称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为:
由上式可知:(1)在硝化过程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g;(2)硝化过程中释放出H+,将消耗废水中的碱度,每氧化lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。
影响硝化过程的主要因素有:(1)pH值 当pH值为8.0~8.4时(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持pH值在7.5以上;(2)温度 温度高时,硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃,在15℃以下其活性急剧降低,故水温以不低于15℃为宜;(3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小,其最大比生长速率为 =0.3~0.5d-1(温度20℃,pH8.0~8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群,污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 。在实际运行中,一般应取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般,在活性污泥法曝气池中进行硝化,溶解氧应保持在2~3mg/L以上;(5)BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高,会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖,从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化,BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
(二) 生物反硝化
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例,其反应式为:
6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O
6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-
由上可见,在生物反硝化过程中,不仅可使NO3--N、NO2--N被还原,而且还可位有机物氧化分解。
影响反硝化的主要因素:(1)温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般,以维持20~40℃为宜。苦在气温过低的冬季,可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施,以保持良好的反硝化效果;(2)pH值 反硝化过程的pH值控制在7.0~8.0;(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);(4)有机碳源 当废水中含足够的有机碳源,BOD5/TN>(3~5)时,可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时,就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗,甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外,还可利用微生物死亡;自溶后释放出来的那部分有机碳,即"内碳源",但这要求污泥停留时间长或负荷率低,使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期,因此池容相应增大。
二、沸石选择性交换吸附
沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为(M2+,2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,为一种弱酸型阳离子交换剂。在沸石的三维空间结构中,具有规则的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。
斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性,可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。
溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高,NH4+向NH3转化,交换吸附作用减弱;当pH过低,H+的竞争吸附作用增强,不利于NH4+的去除。通常,进水pH值以6~8为灾。当处理合氨氮10~20mg/L的城市严水时,出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100~150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题,亦有采用2%的氯化钠溶液作再生液的,此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液必须进行处理,其处理方法有:(1)空气吹脱 吹脱的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸气吹脱 冷凝液为1%的氨溶液,可用作肥料;(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分解为N2。
三、空气吹脱
在碱性条件下(pH>10.5),废水中的氨氮主要以NH3的形式存在(图20-2)。让废水与空气充分接触,则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移,从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料,空气流由塔的下部进入,而废水则由塔顶落至塔底集水池。
影响氨吹脱效果的主要因素有:
(1)pH值 一般将pH值提高至10.8~11.5;
(2)温度 水温降低时氨的溶解度增加,吹脱效率降低。例如,20℃时氨去除率为90~95%,而10℃时降至约75%,这为吹脱塔在冬季运行带来困难;
(3)水力负荷 水力负荷(m3/m2.h)过大,将破坏高效吹脱所需的水流状态,而形成水幕;水力负荷过小,填料可能没有适当湿润,致使运行不良,形成干塔。一般水力负荷为2.5~5m3/m2.h;
(4)气水比 对于一定塔高,增加空气流量,可提高氨去除率;但随着空气流量增加,压降也增加,所以空气流量有一限值。一般,气/水比可取2500~5000(m3/m2);
(5)填料构型与高度 由于反复溅水和形成水滴是氨吹脱的关键,因此填料的形状、尺寸、间距、排列方式够都对吹脱效果有影响。一般,填料间距40~50mm,填料高度为6~7.5m。若增加填料间距,则需更大的填料高度;
(6)结垢控制 填料结垢(CaCO3)特降低吹脱塔的处理效率。控制结垢的措施有:用高压水冲洗垢层;在进水中投加阻垢剂:采用不合或少含CO2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环使用);采用不易结垢的塑料填料代替木材等。
空气吹脱法除氨,去除率可达60~95%,流程简单,处理效果稳定,基建费和运行费较低,可处理高浓度合氨废水。但气温低时吹脱效率低,填科结垢往往严重干扰运行,且吹脱出的氨对环境产生二次污染。
四、折点氯化
投加过量氯或次氯酸钠(超过"折点",参见第十四章),使废水中氨完全氧化为N2的方法,称为折点氯化法,其反应可表示为:
NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
由反应式可知,到达折点的理论需氯(C12)量为7.6kg/kg(NH3-N),而实际需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7进行反应,则投药量可最小。接触时间一般为0.5~2h。严格控制pH值和投氯量,可减少反应中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。
折点氯化法对氨氮的去除率达90~100%,处理效果稳定,不受水温影响,基建费用也不高。但其运行费用高;残余氯及氯代有机物须进行后处理。
在目前采用的四种脱氮工艺中,物理化学法由于存在运行成本高、对环境造成二次污染等问题,实际应用受到-定限制。而生物脱氮法能饺为有效和彻底地除氮,且比较经济,因而得到较多应用。
8. 离子交换器运行或反洗中跑树脂是为什么
一种情况是水帽出现破损,应及时更换。还有一种情况是树脂磨损变细小,从水帽缝隙中流出,这是正常情况,反洗的目的之一就是把这些磨损细小的树脂冲出以免树脂床层工作的时候阻力过大。
9. 离子交换法的运行操作过程有哪些步骤
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的回离子交换。答常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。不论是哪一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子,就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。
10. 混合离子交换器运行周期一般为多少
呵呵!你这问题问得…混床的周期制水量是以设备载体容积的量和设备进水指标的质量,通过折算就知道了设备周期制水量了(设备工作交换容量)…。一杰水质