离子交换标准

1. 阳离子交换

1.阳离子交换

按质量作用定律，阳离子交换反应可以表示为

水文地球化学基础

式中：K_A—B为阳离子交换平衡常数；A和B为水中的离子；AX和BX为吸附在固体颗粒表面的离子；方括号指活度。

在海水入侵过程中，准确模拟阳离子交换作用是预测阳离子在含水层中运移的前提条件。按照质量作用定律可以用一个平衡常数把离子交换作为一种反应来描述。例如Na⁺、Ca²⁺的交换：

水文地球化学基础

平衡常数为：

水文地球化学基础

式（3—115）表明，交换反应是等当量的，是个可逆过程；两个Na⁺交换一个Ca²⁺。如果水中的Na⁺与吸附在固体颗粒表面的Ca²⁺（即CaX）交换，则反应向右进行；反之，则向左进行。如果反应向右进行，Ca²⁺是解吸过程，而Na⁺是吸附过程。所以，阳离子交换实际上是一个吸附—解吸过程。Na⁺、Ca²⁺的交换是一种最广泛的阳离子交换。当海水入侵淡水含水层时，由于海水中Na⁺远高于淡水，而且淡水含水层颗粒表面可交换的阳离子主要是Ca²⁺，因此产生Na⁺、Ca²⁺之间的离子交换，Na⁺被吸附而Ca²⁺被解吸，方程（3—115）向右进行；当淡水渗入海相地层时，则Na⁺被解吸而Ca²⁺被吸附，反应向左进行。

2.质量作用方程

描述离子交换反应的方程式有多种，通常主要是通过对实验数据的最佳拟合来决定选择哪一种方程式，众多的研究者很难达成一致（Gaines et al.，1953；Vanselow，1932；Gapon，1933；Appelo et al.，1993；Grolimund et al.，1995；Vulava et al.，2000），因为目前并没有一个统一的理论来计算吸附剂上的离子活度，而前面提到的迪拜—休克尔方程、戴维斯方程都是适用于水溶液中的离子活度计算。

交换性阳离子活度有时用摩尔分数来计算，但更为常用的是当量分数作为交换位的数量分数或者作为交换性阳离子的数量分数。在一种理想的标准状态下，交换剂只被一种离子完全占据，交换离子的活度等于1。对于等价交换使用哪一种方程式没有区别，但是对于非等价交换影响十分显著（Grolimund et al.，1995；Vulava et al.，2000）。所有的模型都有相同的函数形式：

水文地球化学基础

即为交换位浓度（单位质量吸附剂的摩尔数）与无单位函数

（

，

）和

（

，

）的乘积。这些函数依赖于溶液中阳离子的活度。

海水入侵过程中的交换反应主要为Na⁺与Ca²⁺之间的交换，通常写作：

水文地球化学基础

X为—1价的表面交换位，交换位X的总浓度为

水文地球化学基础

式中：S指每单位质量固体的总交换位浓度，mol/g。这种情况下S的量等于阳离子交换容量（只要单位换算统一即可）。

水文地球化学基础

式（3—120）的书写方式符合Gaines—Thomas方程式，Gaines（盖恩斯）和Thomas（托马斯）（1995）最先给出交换性阳离子热动力学标准态的严格定义。它使用交换性阳离子的当量分数作为吸附离子的活度。若式（3—120）使用摩尔分数，则遵守Vanselow（1932）公式。

如果假定吸附阳离子的活度和被离子占据的交换位的数目成正比，反应式（3—115）则可写成

水文地球化学基础

式（3—122）符合Gapon（加蓬）方程式。在Gapon方程式中，摩尔分数和当量分数是一样的，都是电荷为—1的单一交换位。

还有一种交换形式为：

水文地球化学基础

Y指交换位的电荷为—2，这种反应式同样是交换反应的一种有效热力学描述。它假定交换位Y的总浓度为

水文地球化学基础

S则为阳离子交换容量的二分之一。Cernik（采尔尼克）等根据当量分数利用反应式（3—123），将交换系数表示为：

水文地球化学基础

3.质量作用方程拟合

利用Gaines—Thomas（GT）方程式、Vanselow（VS）方程式和Gapon（GP）方程式对在砂样中进行的试验所获得的数据进行拟合，根据拟合结果作出 Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺吸附等温线（刘茜，2007），如图3—4～图3—7所示。

图3—4 Na⁺吸附等温线和拟合数据

由吸附等温线可以看出，砂样对Na⁺、Mg²⁺、K⁺的吸附量均随着溶液中离子浓度的增加而逐渐增加，而Ca²⁺发生解吸。图3—4中，砂样对Na⁺的吸附量随溶液中离子浓度的增加而缓慢增加。图3—5中，在Ca²⁺浓度较低时，解吸量迅速增大，当Ca²⁺浓度较高时，随浓度增加解吸量增加缓慢，逐渐趋于平稳状态。

图3—6中Mg²⁺浓度较低时，吸附量增加较慢，在较高浓度时增加较快，但并没有出现Ca²⁺的解吸等温线中的平稳状态，依然为直线型，且直线的斜率大于低浓度状态时的斜率，说明Na⁺、Mg²⁺的吸附速率在低浓度（海水含量为20%左右）时较小，在高浓度时，吸附速率变大；Ca²⁺的解吸在高浓度时基本达到平衡，而Na⁺、Mg²⁺还有增长趋势，也较好证明了试验所用砂样的交换位主要为Ca²⁺所占据。图3—7中K⁺实测值的吸附等温线则没有出现Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺的规律，虽然整体上随着溶液离子浓度的增加，吸附量也是增长趋势，但并没有出现直线规律。究其原因，主要是阳离子交换吸附作用不大，主要是化学吸附，因为K⁺的水化膜较薄，所以有较强的结合力，K⁺被吸附后，大多被牢固吸附在黏土矿物晶格中。

图3—5 Ca²⁺吸附等温线和拟合数据

图3—6 Mg²⁺吸附等温线和拟合数据

图3—7 K⁺吸附等温式和拟合数据

由吸附等温线模拟图（图3—4～图3—7）及公式与试验数据拟合的相关系数（表3—17）看出，GT方程式拟合效果较好，能够很好地预测离子交换趋势。因此，在多组分离子交换模拟计算中采用Gaines—Thomas方程，为阳离子交换的定量研究提供了依据。

表3—17 GT、GP、VS方程式拟合的相关系数

所以根据Gaines—Thomas方程式（3—126）～式（3—131）计算离子交换系数（表3—18）。由于 9 种配比浓度的离子强度不同，所以各自的交换系数也有所差别。对比

、

、

可知3种离子的吸附亲和力顺序为Mg²⁺＞K⁺＞Na⁺。但是由于海水中Na⁺、Mg²⁺含量远远高于地下水，尤其是Na⁺的含量比地下水高出3个数量级，因此，海水入侵过程中以Ca²⁺、Na⁺交换为主，其次为Ca²⁺、Mg²⁺交换，交换量最少的为Ca²⁺、K⁺。

水文地球化学基础

表3—18 试验土样不同浓度下的交换系数

2. 阳离子交换树脂交换容量的国家标准是多少

一般按900-1000mmol/L。

离子交换树脂工作交换容量的测试方法：版

1、阳树脂工作交换容量计算公权式：Qa=(A+S)V/ VR

Qa：阳树脂的工作交换容量，单位为mol/m³

A：阳床平均进水碱度，单位为mmol/l

S: 阳床平均出水酸度，单位为mmol/l

V: 周期制水总量, 单位为m³

VR：床内树脂体积（逆流再生则不含压脂层体积），单位为m³

2、阴树脂工作交换容量计算公式：Qk=（S+〔CO2〕+〔SiO2〕）V/ VR

Qk：阴树脂工作交换容量，

〔CO2〕：阴床进水平均CO2浓度，单位为mmol/l;

〔SiO2〕：阴床进水平均SiO2浓度，单位为mmol/l;

S、V、 VR同阳树脂工作交换容量公式；

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3. 电镀含金废水用离子交换处理法的设计规范是什么啊

SICOLAB整理电镀废复水治理设计规范（含制金废水）离子交换处理法

一、用离子交换法处理氰化含金废水时，水不宜循环使用。含金废水中的氰化物，在排放前应按本规范第5．1节的规定进行处理。

二、用离子交换法处理含金废水，宜采用图1的基本工艺流程。

图1离子交换法处理含金废水的基本工艺

三、阴离子交换剂应采用凝胶型强碱性阴离子交换树脂或大孔型强碱性阴离子交换树脂，且应以氯型投入运行。

四、当废水需进行预处理时，应选用树脂白球或不吸附废水中金离子的滤料。

五、除金阴柱的设计应符合本规范附录B的规定，并应符合下列规定：

1 树脂饱和工作周期，每年宜为1个～4个周期。

2 树脂层高度宜为0．6m～1．0m。

3 流速不宜大于15m/h。

4 除金阴柱直径宜为0．1m～0．15m。

六、除金阴柱的饱和工作终点，应按进、出水的含金浓度基本相等进行控制。

七、树脂交换吸附金达到饱和后，可送专门回收单位回收黄金。

八、处理镀金废水所用的水箱、水泵、管道等均应采用塑料制品。

4. 离子交换膜的性能指标

离子交换膜的性能是多方面的,必须根据膜的电化学性能、化学性能和物理力学性能对膜进行综合评价分析。一般商品膜常提供以下性能指标。1、交换容量交换容量是离子交换膜的关键参数,其单位为mmol/g。一般交换容量高的膜，选择透过性好，导电能力也强。但是由于活性基团一般具有亲水性，因此当活性基团含量高时，膜内水分与溶胀度会随之增大，从而影响膜的强度。有时也会因膜体结构过于疏松，而使膜的选择性下降。一般膜的交换容量约为2－3mmol/g.2、含水量指膜内与活性基团结合的内在水，经每克干膜所含水的克数表示（%）。的含水量与其交换容量和交联度有关，如上所说，随着交换容量提高，含水量增加。交联度大的膜由于膜结构，含水量也会相应降低。提高膜的含水量，可使膜的导电能力增加，但由于膜的溶胀会合螈选择性下降，一般膜的含水量约为20%－40%左右。3、导电性（膜电阻）一般用电导率（Ω.cm）或电阻率（Ω.cm）表示，也常用膜面电阻即单位膜面积的电阻（Ω.cm）表示。对电阻的表示因用途而异。一般讲，在不影响其他性能的情况下电阻越小越好，以降低电能消耗。膜电阻与膜结构和膜厚度有关，此外还与外界溶液及温度有关。通常规定25C，于0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中测定的膜电导作为比较标准4、选择透过性反映膜对不同离子的选择透过能力，用离子迁移数（t）和膜的透过度（p）来表示。膜内离子迁移数即某一种离子在膜内的迁移量与全部离子在膜内的迁移量的比值。或者也可用离子迁移所带电量之比来表示。对于理想的离子交换膜，反离子的迁移数为1，同名离子的迁移数为0.实际上由于各种因素的影响，反离子在膜内的实际迁移可能达到1。有两种方法可以得到膜的离子迁移数， 一是膜电位法，将膜在两种不同浓度的同类电解质中测定其膜电位，再由膜电位计算迁移数。另一种方法是，在外加直流电场下，在电渗析槽中直接测定膜的迁移数。一般要求，实用的离子交换膜透过度大于85%，反离子迁移数大于0.9，并希望在高浓度电解质中仍有良好的选择透过性。5、机械强度膜的机械强度包括膜的爆破强度和抗拉强度以及抗弯强度和柔韧性能。爆破强度是指膜受到垂直方向的压力时， 所能承受的最高压力，采用水压爆破法测定，以单位面积上所受压力表示（MPa），它是表明膜的机械强度的重要指标。抗拉强度是指膜受到平等方向的拉力时，所能宾最高拉力，以单位面积上所受接力表示（MPa）。膜的机械强度主要决定地的化学结构、增强材料等。增强的交联度可提高膜的机械强度，而增设交换容量和含水量会使强度下降。一般使用膜的尖大于0.3MPa。6、膨胀性能（尺寸稳定性）膜有膨胀和收缩应尽量小而且均匀。否则既会带来组装的，而且还将造成压头损失增大、漏水、漏电和电流率下降等不良现象。7、化学性能指膜的耐酸碱、耐溶剂、耐氧化、耐辐照、耐温、耐有机污染等性能

5. 阳离子交换树脂工作交换容量的国家标准是多少

一般按900-1000mmol/L
阳离子交换树脂，是一种化学物质，主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.5~1.0mm。
强酸型阳离子交换树脂:主要含有强酸性的反应基如磺酸基(-SO3H)，此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。
弱酸型阳离子交换树脂:具有较弱的反应基如羧基(-COOH基)，此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+，对于强碱中的离子如Na+、K+等无法进行交换。

6. 离子交换树脂类型再选择时，遵循一个什么样的标准

分阴离子和阳离子交换树脂

7. 阴阳离子交换器电导标准是多少

如果是火电锅炉给水质量，还要已知锅炉过热蒸汽的设计压力，一般设计压力12.7~18.3Mpa，汽包锅炉给水电导率(氢离子交换后)标准值≤0.30μS/cm、期望值≤0.20μS/cm...。一杰水质

8. 离子交换树脂的性能参数有什么和什么

离子交换树脂全部指标项目如下表，具体参数要根据具体型号实际检测及标专准填写的。属希望可以帮助到您。
理化指标如下：
1、外观 ：
2、出厂型式 ：
3、含水量 % ：
4、质量全交换容量 mmol/g ：
5、体积全交换容量 mmol/ml ：
6、湿视密度 g/ml ：
7、湿真密度 g/ml ：
8、范围粒度 % ：
9、下限粒度 % ：
10、有效粒径 mm ：
11、均一系数 ：
12、磨后圆球率 %：
使用参考指标如下：
1、pH范围
2、最高使用温度℃
3、转型膨胀率(Na+-H+)%
4、工作交换容量 mmol/L
5、运行流速 m/h

9. 土壤阳离子交换量的检出限是多大

根据我国最新的土壤环境质量标准（GB
15618-1995），并为对土壤阳离子交换量做出限检。版
但通常来说权土壤中有机胶体（腐殖质）的CEC（cmol(+)/kg)最大，含量在200~500范围内波动。蛭石为100~150；蒙脱石矿物为主的土壤CEC为70~95；伊利石矿物为主的土壤CEC为10~40；高岭石矿物为主的土壤CEC为3~15；半倍氧化物为主的土壤CEC为2~4
我找了《土壤学》这本书第110页找的答案，够认真吧，求采纳~

10. 离子交换器参数具体都有哪些

主要技术数据
公称直径
Ø1000
Ø1250
Ø1600
Ø1800
交换层高
1600
2000
2500
1600
2000
2500
1600
2000
2500
1600
2000
2500
项目
型号
LY-1000/15
LY-1250/25
LY-1600/40
LY-1800/50
图号
LY-1000-00
LY-1250-00
LY-1600-00
LY-1800-00
设备处理t/h
15
25
40
50
交换剂体积m3
1.26
1.57
1.96
1.96
2.45
3.06
3.2
4
5
4.07
5.1
6.36
设备质量Kg
1655
1789
1908
1988
2180
2362
2710
2932
3180
3520
3760
4060
运行载荷Kg
5094
5398
5896
7540
8520
9640
11630
13100
14800
18058
19080
20672
主要技术数据
代号
公称直径
Ø1000
Ø1250
Ø1600
Ø1800
规格及型号
型号
规格
型号
规格
型号
规格
型号
规格
阀门用途
D1
进水
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN100
PN1.0
G41J-10
DN100
PN1.0
D1
出水
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN100
PN1.0
G41J-10
DN100
PN1.0
D2
反洗进水
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
D2
反洗排水
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
D2
排水
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
D2
进再生液
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN50
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
G41J-10
DN80
PN1.0
D2