单独使用阳树脂一般用作软化,通常一升树脂能交换4摩尔每升的硬度,要先知道待处理水的硬度多少,直接计算一下就可以了。
离子交换树脂可以用于硬水软化、除碱度、除盐(这里的盐指的是除去水中的离子,降低电导率).如果用于硬水软化,则只要使用阳离子(RNa或RH)交换树脂即可,根据进出水质要求,采用单级钠离子或二级钠离子或氢离子交换树脂,对于压力要求不高,正常压力0.0.3MPa左右就行了.如果用于海水淡化,也可以采用阴阳离子混合床或者阴阳离子串连床的离子交换树脂,但是比较浪费,因为要再生交换树脂耗费NaOH和HCl的,还要排污,其实海水淡化直接用反深透就好了,这也是通常的做法,反深透是利用较高的反深透压来维持淡化的,一般要好几MPa的压力甚至几十MPa才行,一般是用卷材的反深透膜,内管套外管.温度要求不高,因为没有生化反应,一般在25~35度都是可以的.反深透的滤速主要取决于压力和出流量,离子交换一般在几厘米每秒的样子.
2. 离子交换实验中,不同交换速度下处理出水的总硬度应如何变化为什么
水的硬度是指水中含有盐的量,量越大,则表明硬度越高,检验水硬度最方便的方法是取要检验的水,然后让肥皂在水中溶解,之后搅拌,观察是否有泡末产生,泡末越多表明硬度越小,反之则越大。所谓软水处理就是除掉其中的盐分,方法就很多的比如:蒸馏,用活性炭等。1、煮沸法(只适用于暂时硬水)煮沸暂时硬水时的反应: Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑ 由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁: MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑ 由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2 2、药剂软化法工业上的经典水质处理方法是药剂软化法,如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。加入石灰,可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀,对永久硬度大的硬水,可再加适量纯碱。软化时石灰添加量,根据经验,每降低一千升水中暂时硬度一度,需加纯氧化钙10克。反应过程中,镁都是以氢氧化镁的形式沉淀,而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。 3、离子交换法它是利用离子交换剂,把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用,使水得到软化的方法。饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。在处理水时,先让水从阳柱自上而下通过,使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附,阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去;然后再通过阴柱,使水中的阴离子被阴离子树脂吸附,阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中,和氢离子化合成水,使水得到净化。工业上用于软化水的离子交换剂有磺化煤、离子交换树脂等。它们都是具有复杂结构的物质,为简便起,用NaR表示。当硬水通过装有离子交换剂的装置时,发生离子交换作用: 2NaR+Ca2+ --> CaR2+2Na+ 2NaR+Mg2+ --> MgR2+2Na+ 硬水中的Ca2+、Mg2+被离子交换剂吸附而离开溶液,因此从装置中流出的水就成为软水。离子交换剂因离子交换作用的不断进行而逐步丧失功能,因此需要在一定时间内进行再生,即用Na+把它所吸附的Ca2+、Mg2+置换出来,从而恢复它软化水的能力。 4、电渗析和超滤技术电渗析法是在外加直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性,使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动,从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。反渗透法(超滤技术)是以压力为驱动力,提高水的压力来克服渗透压,使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质,对水的利用率可达75%以上;反渗透法产水能力大,操作简便,能有效使水净化到符合国家标准。 5、蒸馏法:只适用于制备少量无Ca2+、Mg2+的特殊用水。 6、离子膜电解法:是在离子交换树脂基础上发展起来的新技术,主要用于海水和苦咸水的淡化、工业用水和超纯水的制备。
3. 请教个阳离子交换树脂方面的问题!
一、估计有两个可能性导致这种现象的产生:
1、交换树脂劣化。比如受到了重金属污内染容、微生物的污染、氧化剂的氧化等出现了树脂质量变差,在进水硬度较高的时候正好达到了临界点,使得出水水质恶化;
2、树脂层填充高度不足(或者设计流速偏高),结合树脂性能变差,在低硬度的自来水进入的时候还能保持产水水质,而高硬度循环进入则不能保证产水水质;
二、处理方案
1、可以跟树脂厂家联系,对树脂进行性能恢复,如果效果比较好的话,可适当地增加树脂层高或适当地降低流速;
2、软化器前最好加预处理,最低也要增加一个活性炭过滤器,以吸附一些氧化性物质(过滤器可以把流速设高点如20m/h以减少设备投资,碳填充的高度也可适当放高填充2000mm);
谢谢!希望能有用!
4. 阳离子交换器进水水质要求
离子交换器有"钠床和阳床"的区别,以上两种交换器,一种是钠型阳离子交换树脂,另一种是氢型阳离子交换树脂,两种离子交换树脂有本质区别,主要是来自的再生剂的不同。至于你说到交换器进水要求,对阴阳离子交换器,原水(进水)含盐量500mg/L,出水含盐量5~10mg/L。(钠离子交换器进水硬度≤6mmol/L,出水硬度≤0.03mmol/L),进水浊度<5mg/L...。
5. 离子交换树脂制纯水,能做到无硬度吗
与运行流速,设计流程都有关系的,用树脂都可以做到超纯水,做到无硬度当然是没问题的,主要看怎么设计及运行。
6. 锅炉全自动水处理设备更换树脂后,水的硬度超标,是因为那离子交换树脂没有预处理造成交换无效吗
您是从事水处理工作达五年之久,已是老师傅了,您应该知道,真正合格版钠型出厂的离子交换权树脂,在装入交换器后无需进行再生,直接进入正洗工艺5~10分钟后取样,如水质总硬度<0.03mmol/L说明新树脂质量合格,提前是软化器必须无缺陷,如新树脂是钠型出厂就不从在转型的问题,采用预处理是“多此一举”无论是手动,还是自控软化器,都不从在所谓树脂预处理的问题。目前世界上没有“全自动”软化器,这一点你比我清楚,一个是加盐的问题是人工,另一个是水质分析化验,这两个主要问题不能自控,还能说是“全自动”吗?所以你讲到问题是来自三个方面,一丶新树脂是否有质量问题?二、软化器自控阀的问题,前提是要保证盐桶,再生盐液处于饱和状态。三、水质测试试剂是否有问题,可以做个空白试验…。。一杰水质
7. 处理较硬的水常用阳离子和离子交换树脂的活性基团是什么
如果你只想去除原水中的硬度,那么采用钠型阳树脂即可,工作原理如下
Na型强酸性阳树脂与原水中硬度(即Ca2+、Mg2+离子)的交换反应为:
Ca2+ + 2RNa → R2Ca + 2Na+
Mg2+ + 2RNa → R2Mg + 2Na+
如果你要制备一级除盐水,那么应该采用氢型阳树脂和氢氧型阴树脂
1.1 氢型阳树脂的交换反应(阳床交换反应)
H型强酸性阳树脂与原水中阳离子的交换反应为:
Ca2+ + 2RH → R2Ca + 2H+
Mg2+ + 2RH → R2Mg + 2H+
Na+ + RH → RNa + H+
1.2 氢氧型阴树脂的交换反应(阴床交换反应)
OH型强碱性阴树脂与原水中阴离子的交换反应为:
Cl- + ROH → RCl + OH-
HSO4- + ROH → RHSO4 + OH-
SO42- + 2ROH → R2SO4 + 2OH-
HCO3- + ROH → RHCO3 + OH-
HSiO3- + ROH → RHSiO3 + OH-
OH型弱碱性阴树脂的交换反应为:
H+ + Cl- + RNHOH → RNHCl + H2O
H+ + HSO4- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
2H+ + SO42- + 2RNHOH → (RNH)2SO4 + 2H2O
经过上述交换反应,水中的阳离子和阴离子各自与H型阳树脂和OH型阴树脂反应,分别形成H+和OH-,并结合成水,其反应如下:
H+ + OH- → H2O
在阳离子交换后,水中大量存在的H+和HCO3-结合生成难解离的H2CO3。它可以通过和强碱性阴离子交换生成H2O,也可以用真空脱碳器除去。和前者相比,后者具有操作简单、节约运行费用的优点,因此在化学除盐系统中,一般均设有脱碳器。
8. 阳离子交换树脂的工作原理是怎么样的
阳离子交换树脂吸附交换原理
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
其实阳离子交换树脂在我们实际使用过程中,一般都是将树脂变味其他离子形式进行运行,以满足各种场景使用需求。例如经常会将强酸性的阳离子交换树脂和NaCl一起转变为钠型的树脂后再投入使用,当树脂置换过程中就会放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。
而且这类树脂以钠型状态运行使用后,可直接用盐水对树脂进行再生(不用强酸)。
9. 离子交换树脂中毒
离子交换树脂中毒的原因:
离子交换树脂在使用的过程中,需要将离子等物质吸附,在吸附过程中,可能会吸附一些杂质,而这些杂质可能会造成树脂的中毒,从而导致树脂的性能下降,严重的可能会导致树脂失去效果,导致树脂中毒的物质主要有以下几种:
1、微生物中毒:
树脂在长时间的储存或者很久没有进行再生,树脂在吸附离子时,会吸附一些水中的微生物,而这些微生物会将树脂内的一些成分作为养分进行繁殖,会导致产水水质被污染,树脂的结构被破坏,失去离子交换的功能。
2、有机物中毒:
一些污水中可能会一些有机物,有机物里面含有腐殖酸、高分子化合物及多元有机羧酸等物质,这些物质会堵塞树脂的孔洞,导致树脂的交换能力下降,严重的会导致树脂不能再进行交换,可以通过COD检测出树脂是否被这些物质中毒。
3、铁中毒:
铁中毒是树脂经常会出现的中毒现象,铁中毒主要是因为水中含有大量的铁离子,或者树脂再生剂中含有铁杂质,铁中毒会导致树脂氧化,树脂的交换容量降低,再生交换速度降低,改变树脂结构,使树脂丧失交换能力。
离子交换树脂中毒后有哪些特征?
1、运行周期缩短,树脂使用时间越长,运行周期越短,在高价金属含量比较多的地区尤为明显。
2、树脂颜色变,新树脂的颜色为淡黄色甚至接近白色,而中毒的树脂为褐色甚至黑色。
3、出水水质变,表现为出水硬度(软化水)或电导率(除盐水)上升。
4、出水pH值降低。
5、出水二氧化硅含量增大。
6、清洗水量增加。
离子交换树脂中毒的解决方法:
1、空气擦洗法:
如果能够通过显微镜看到树脂表面的杂质,可以采用空气擦洗法,首先将水降低至距离树脂300-400毫米左右,然后不断的搅动树脂,大概10-15分钟左右,再用水进行反洗,直到水清澈为止。
2、酸洗法:
对铁离子这些不能被空气擦洗法清除的杂质,可以采用盐酸进行清洗,将水降低至距离树脂200-300毫米左右,然后用盐酸浸泡或低流速循环。
3、碱洗法:
被油脂污染的树脂,可以采用碱洗法进行清洗,使用温度为50-60摄氏度、浓度为5%的氢氧化钠进行碱洗,碱洗可以分为3-4次进行,每次的时间大概为4-6小时,在每次停止碱洗时用水冲洗树脂。
如何预防离子交换树脂中毒?
1、含有铁离子的水必须要进行除铁的处理,才能够进入交换器。
2、直接用井水或者自来水作为原水,要在进入水泵之前安装过滤器等过滤设备,防止水之中的杂质进入交换器。
3、树脂再生时使用的再生剂,要符合标准的要求,不能含有铁杂质。
10. 阳离子交换树脂的用途和原理
(1)
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-so3h,容易在溶液中离解出h+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如so3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的h+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与h+结合而恢复原来的组成。
(2)
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-cooh,能在水中离解出h+
而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如r-coo-(r为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低ph下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如ph5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
(3)
强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-nr3oh(r为碳氢基团),能在水中离解出oh-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。
这种树脂的离解性很强,在不同ph下都能正常工作。它用强碱(如naoh)进行再生。
(4)
弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-nh2、仲胺基(二级胺基)-nhr、或叔胺基(三级胺基)-nr2,它们在水中能离解出oh-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如ph1~9)下工作。它可用na2co3、nh4oh进行再生。