① 什么是离子交换系统
离子交换器是利用抄阴、阳离子交换树脂的交换吸附性能,去除水中的各种阴、阳离子,达到脱盐的目的。离子交换器按单台设备分类有阳床、阴床、混床,在水处理应用中,以多种组合形式组成多种除盐系统,以达到设计要求。离子交换器是制备高纯水的必备设备,广泛应用于医药、化工、电子、电镀、锅炉等领域,与反渗透、电渗析组合处理后的水质电阻率可达到1~18M .CM。电除离子系统(EDI) EDI(Electrodeionization)技术将电渗析技术和离子交换技术有机地结合在一起,可有效地去除水中微量的电解质离子杂质,连续24小时制取高品质纯水,具有安装简单、作维护方便、无需酸碱再生、不污染环境等优点。 工作原理EDI膜堆是由夹在两个电极之间一定对数的单元组成。在每个单元内有两类不同的室:待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。淡水室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满,这些树脂位于两个膜之间:只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。
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② 离子交换的水处理中的应用
EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。
EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。
EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达15MΩ·cm以上的超纯水。 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下:
EDI的净水基本过程
·连续运行,产品水水质稳定
·容易实现全自动控制
·无须用酸碱再生
·不会因再生而停机
·节省了再生用水及再生污水处理设施
·产水率高(可达95%)
·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施
·占地面积小
·使用安全可靠,避免工人接触酸碱
·降低运行及维护成本
·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施
·安装简单、费用低廉
·设备初投资大 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。
(1)产品水水质比较
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
(2)投资量比较
与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。
(3)运行成本比较
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 EDI装置属于水精处理设备, 具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点, 具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化, 初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合 。
控制氮含量的方法(4种):生物硝化-反硝化(无机氮延时曝气氧化成硝酸盐,再厌氧反硝化转化成氮气);折点氯化(二级出水投加氯,到残余的全部溶解性氯达到最低点,水中氨氮全部氧化);选择性离子交换;氨的气提(二级出水pH提高到11以上,使铵离子转化为氨,对出水激烈曝气,以气体方式将氨从水中去除,再调节pH到合适值)。每种方法氮的去除率均可超过90%。
③ 一般电厂的阴阳离子交换器的工作原理
阳床用酸再生之后,树脂为H型,运行时吸附水中的阳离子,放出H离子,
阴床用碱再生之后,树脂为OH型,运行时吸附水中的阴离了,放出OH离子,
放出来的H离子和OH离子反应生成水分子,达到除盐的目的。
④ 离子交换法在废水处理中有哪些应用
在废水处理中,离子交换法可用于去除废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,或为了实现水资源的重复利用。主要用于处理电镀废水,如镀铬废水、镀镍废水、镀镉废水、镀金废水、镀银废水、镀锌废水、镀铜废水及含氰废水等,在胶片洗印废水中回收银、CD-2、CD-3等贵重化学药品,还可用于其他含铬废水、含镍废水和含汞废水、放射性废水的处理。
每升含铬数十至数百毫克的电镀废水首先经过过滤去除悬浮物,再经阳离子交换器除去金属离子,然后进入阴离子交换器除去Cr2O7-和Cr2O4- ,出水六价铬的含量小于0.5mg/L,还可作为清洗水循环使用。阴树脂用12%NaOH再生后,再生液含铬可高达17g/L,将此再生液H型阳离子交换器使Na2CrO4 转变成铬酸,再经蒸发浓缩7~8倍后,可返回电镀槽重新使用。
离子交换法处理电镀废水,第一个阳离子交换器的作用有两个,一是除去金属离子及杂质,减少对阴树脂的污染,因为重金属对树脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值,使六价格以Cr2O7- 存在,因为阴树脂Cr2O7- 的选择性大于Cr2O4- 和其他阴离子的选择性,而且交换一个Cr2O7- 除去两个Cr6+,面交换一个Cr2O4- 只能除去一个Cr6+。由于Cr2O7- 是强氧化剂,容易引起树脂的氧化性破坏,因此一定要选用化学稳定性较好的强碱性树脂
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⑤ 酿酒用泉水好还是纯净水好
不论做米酒还是其他香型酒基本基本都是使用矿泉水、井水、净化的大自然河水(即是含有矿物质的自然水),这个与酿酒中的微生物生长、pH变化等有关,影响到酒的品质。所以不建议用纯净水、自来水。
茅台酒使用水不是我们日常见的自来水,也不是纯净水,就是经过净化的赤水河水(以前的酒厂直接会使用赤水河水,但是现在茅台酒厂等其他酒厂都统一使用政府规划的水厂净化后的水)。这是为什么呢?
自来水:指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合相应标准的供人们生活、生产使用的水。现在自来水消毒大都采用氯化法,除氯气外,还有二氧化氯,臭氧(世界上安全的自来水消毒方法是臭氧消毒,但是处理费用太昂贵)。这样添加了各种消毒剂的自来水,这是不利于酿酒的。虽然这样的自来水能酿酒,但其酿出来的酱香酒估计口感会变了。
纯净水:通过电渗析器法、离子交换器法、反渗透法、蒸馏法及其他适当的加工方法制得而成,是纯洁、干净,不含有杂质或细菌的水。过滤、逆渗透膜虽然去除了水中的细菌杂质,但也把水中的对酿酒有益的微量元素过滤掉了,也不太适合酿酒。俗话说“水太清则无鱼”,水中的矿物质无数都去掉的话,在茅台镇用酿酒和其他地方酿酒就没有什么差别了,所以酿酒用水肯定不是这个纯净水了。
净化的赤水河水:是当地政府规划的工业水厂,先把赤水河水中抽上来,经过水厂的净化(这个净化也没有氯化法消毒,也没有像纯净水把矿物质也去掉,应该是经过沉淀、过滤等工艺流程的处理吧,目前为止小六也没有目睹其净化的真正流程,不能断定),净化后的河水再供应给茅台等酒厂,大家不再像以前那样直接采用河水了。以前很多酒厂都建在赤水河边,就是为了方便取水。
赤水河四分之三流域在大山中,是中国唯一一条没有被污染的长江支流,该流域内盛产美酒,有“美酒河”之誉。赤水河水中经过紫红色砾岩、细砂岩夹红色含砾土岩,溶解了大量对人体有益的多种矿物质、微量元素,形成清洌泉水,是酿酒的优质用水。
使用赤水河水酿造的茅台酒及纯粮酱香酒
现在的赤水河流域,酿造业十分发达,两岸民间自古酿酒。流经地域出产了以茅
⑥ 酿造茅台酒用的是什么水啊
用的是赤水河的水,其源头以及流经的基本都是丹霞地带,就是曾暗红色的沙质土壤,所以赤水河的水含有丰富的矿物质,甘甜可口,可以说是酿酒得天独厚的水源。
⑦ 酿酒一般用的什么水
酿酒一般用的自来水就行,自制小锅酒的做法:
主料:大米50克、水250毫升内。
调料:甜酒曲3克。容
做法步骤:
1、首先将大米加水浸泡过夜。
⑧ 燕南春酒厂用离子交换树脂吗
如果他的酒厂自己做软水,就会用离子交换树脂
⑨ 发酵酒时怎么控制ph值,高,低。了用什么办法解决
pH值的问题
由于酒石酸有很强的作用,它能使葡萄酒的pH值保持在3.0左右,此时它又能保持酒中微生物的稳定性。在利用组合酵母发酵的过程中,当酒液酒精浓度达到5-6%时,一种酵母会控制发酵——酿酒酵母。随着发酵的进行,酒液中糖分减少,微生物的食物来源也减少。此时,乳酸菌开始转化苹果酸(将其转化成乳酸),而醋酸杆菌又能将乙醇转化成乙酸(醋)。不过醋酸杆菌需要氧气才能活动,所以如果桶的密封性较好,就不需要考虑这个问题。
在pH值达到3.8时,我们仍可以添加二氧化硫来抑制微生物的生长,随着pH值增加,二氧化硫的添加量也越多。添加的二氧化硫会附着在糖分或其它化合物上。剩余的二氧化硫会成以自由的状态存在,或叫做“无束缚二氧化硫”。当pH值为3.4时,葡萄酒中自由二氧化硫的浓度要高于35mg/L才能达到保护葡萄酒不受微生物破坏的目的。而pH值为3.8时,二氧化硫的浓度要达到90mg/L。而法律规定,葡萄酒中二氧化硫的含量不能超过400毫克/升。虽然pH值高时葡萄酒更清澈,但这也不容易做到。我们需要考虑到,当pH值超过3.8这个临界点时,我们就需要为葡萄酒加酸。
葡萄酒的感官
由于pH值会影响天然色素,所以它对红葡萄酒的颜色有很大影响。如果从一开始就记录葡萄酒颜色与pH值的关系,你很快就能从颜色上判断葡萄酒的pH值。pH值高的葡萄酒会有比较暗淡的红色,最后发展成为紫茄色。pH值低的葡萄酒会有明亮的粉红色边缘和充满活力的红色调。当然,葡萄品种也会产生影响,但通常情况下,当你透过杯子来观察葡萄酒边缘的颜色时,如果呈紫色,那么酒pH值就很高。pH值高的酒通常被描述为“松散的”、“平淡的”,不过也很难肯定酸度高的酒就是好酒。例如当雷司令葡萄酒的糖/酸平衡时,虽然pH值很高,但尝起来甜味更多一些。
低温稳定
当葡萄酒的pH值高于3.65时,不适合使用低温稳定法。低温稳定的目的是让酒石酸氢钾以晶体的形态沉淀下来,这样装瓶后就不需再令做处理了。当pH值高于3.65时,这些晶体盐就充当了酸的作用,所以当去掉这些沉淀是,酒的pH值也会升高。所以,当pH值低于3.65时,低温稳定法会降低pH值。pH值低于3.65时,酒石酸氢钾并不呈酸性,所以去掉后会导致酒的酸度提高。
因此我们就要讨论这个问题:酒中到底需要添加多少酒石酸呢?总酸度在0.65%左右时,红葡萄酒需要加多少酒石酸呢?酒石酸添加过多,葡萄酒就会太酸而且无谓。以下是一些建议:
1.用酒石酸增酸。为了让葡萄酒的pH值达到3.8且不让酒过酸,要避免使用低温稳定法。在增酸时的一条常用法则是:每升葡萄酒中添加1克酒石酸时会使pH值降低0.1(当然这只是个指导性的原则,当添加计量较大时一定要先做试验)。
2.用酒石酸增酸。为将pH值降到3.65一下,且知道葡萄酒会变酸,但随后使用低温稳定法。在这一方法中,低温稳定法会让pH值再下降0.1-0.2(视酒石酸氢钾的含量而不同)。当pH值达到3.4-3.5的水平时,我们就可以用化学脱酸法去掉多余的酒石酸。但化学脱酸法会丢失很多香气物质,所以要用试验确定使用添加剂的数量。
3.用pH值低的酒调配(调配前要做实验,确保调配后的酒能让人喜欢)。这算是前两种方法的一个补充,调配是酿酒过程中的一门艺术。
4.使用阴离子交换器。不过,只有规模较大的酒厂才有离子交换器,因为它的成本太高了。
⑩ 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。