⑴ 什么是离子交换过程,影响离子交换过程的因素有哪些
离子交换过程是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的的一种传质分离过程的单元操作。影响离子交换过程的因素主要包括以下几点:
离子交换树脂的类型:
溶液中的离子浓度:
溶液的pH值:
温度:
搅拌和流速:
树脂的再生和预处理:
⑵ 水处理值班员计算题再生剂对再生树脂的影响
软化水设备再生液主要涉及再生液和树脂的接触时间,我们通常把再生液的流内速控制容在每小时4~8米,如果再生液与树脂接触时间不足,可以通过调整再生液浓度,流速或改变软化水设备直径的方法解决。强型离子交换树脂再生浓度在百分之二到百分之五。弱型离子交换树脂再生浓度在百分之零点五到百分之五,其容易再生,但对再生效率影响不大。
软化水设备再生时盐的浓度不宜太高
再生时盐的浓度对逆离子交换平衡有影响,如果盐液浓度过低再生效果差。不同的阳离子进入交换剂能力不同,水软化时,盐液浓度越高再生程度越高,当浓度达到一定值再生程度也达到了最高值。因此如果再提高浓度再生程度反而会降下来,因为盐的浓度太高对交换剂的交换基团产生压缩影响可交换离子扩散。而且盐的浓度高,产生的废液中剩余盐的浓度也很高,对盐的损失也大,因此掌握再生时盐液浓度要适中,不能太少也不能过量。
⑶ 离子交换法处理镀铬废水的要点
1.除铬阴柱设计数据
1)树脂饱和族桐孙工作交换容量:大孔型弱碱性阴树脂为60-70gCr6+/L;凝胶型强碱性阴树脂为40-45gCr6+/L。
2)树脂层高度应为0.6-1.0m。
3)流速不宜大于20m/h。
4)树脂饱和工作周期:废水中Cr6+含量为200-100mg/L时,饱和工作周期宜为36h;废水中Cr6+含量为100-50mg/L时,饱和工作周期宜为36-48h;废水中Cr6+含量小于50mg/L时,饱和工作周期由计算确定。
2.除铬阴柱和除酸阴柱的再生和淋洗
1)再生液浓度:采用大孔型弱碱阴离子交换树脂时宜为2.0-3.5mol/L;采用凝胶型弱碱性阴离子交换树脂时宜为2.5-3.0mol/L。
2)再生液用量宜为树脂体积2倍,先用0.5-1.0倍上周期后期的再生洗脱液,再用1.0-1.5倍的兆链新配再生液。
3)再生液流速宜为0.6-1.0m/h。
4)淋洗水量:采用大孔型弱碱阴树脂时宜为树脂体积的6-9倍,采用凝胶型弱碱性阴树脂时宜为树脂体积的4-5倍。
5)淋洗终点pH应为8-10。
6)反冲时树脂层膨胀率宜为50%。
3.酸性阳柱
1)强酸性阳树脂的工作交换容量可采用60-65g(CaCO3表示)/L;
2)交换终点出水pH值为3.0-3.5;
3)再生和淋洗要求
再生液浓度为1.5-2.0mol/轮冲L;
再生液用量为树脂体积的2倍;
再生液流速为1.2-4.0m/h;
淋洗水量为树脂体积的4-5倍;
淋洗终点pH值为2-3;
反冲时树脂层膨胀率为30%-50%。
4.脱钠阳柱的再生和淋洗
1)再生液浓度为1.0-1.5mol/L;
2)再生液用量为树脂体积的2倍;
3)再生液流速为1.2-4.0m/h;
4)淋洗水量为树脂体积的10倍。
5.钝化含铬清洗废水处理
1)进入酸性阳柱前废水的pH值宜大于4;
2)酸性阳柱和除酸阴柱的数值用量均为除铬阴柱树脂用量的2倍;
3)酸性阳柱的交换终点按出水pH值3.0-3.5和除酸阴柱出水电阻率≤2×104Ω·cm来控制;
4)酸性阳柱的再生液浓度为2-3mol/L。
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⑷ 离子交换树脂吸附完成后,用去离子水和低浓度酸预洗脱,水和酸的用量和流速一般控制在多少
顺流再生液浓度2~4%(H型树脂),逆流再生液浓度1.5~3%(H型树脂),一般再生液流速为4~8m/h,再生时间应不少于30min。
⑸ 为什么腐植酸纯化时要使钾离子浓度为0.3
腐殖酸是一种天然有机物,通常存在于土壤、水体等环境中。为了从这些环境中提取纯净的腐殖酸,通常需要进行一系列的分离纯化步骤。其中一个常用的纯化步骤是利用离子交换树脂将腐殖酸从其他杂质物中分离出来。
在利用离子交换树脂进行腐殖酸纯化时,钾离子浓度为0.3是一个常用的操作条件。这是因为腐殖酸通常带有负电荷,而离子交换树脂上的离子交换位点是正电荷的。当钾离子浓度为0.3时,可以使离子交换树脂上的阳离子交换位点大部分被钾离子所占据,从而避免其他阳离子与腐殖酸竞争吸附在交换位点上,从而保证腐殖酸的充分吸附。此外,这个浓度条件还可以避免过高的钾离子浓度对腐殖酸的结构和性质造成影响。
总之,钾离子浓度为0.3是一种有效的操作条件,可以提高腐殖酸在离子交换树脂上的纯化效率和纯度。
⑹ 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,或许会有一些用户对这个“摩尔当量”理解起来有些困难,下面我以软化水举例说明如下:
假设原水硬度(以碳酸钙计)为:300 mg/L
阳离子交换树脂工作交换容量:900mmol/L
如果要计算1立方树脂可以处理多少原水,那么先将原水硬度换算成摩尔浓度:
1)碳酸钙计硬度浓度300 / 二分之一个碳酸钙分子量50 = 6 mol
(取二分之一个碳酸钙分子量,是因为钙离子为2价,而软化树脂是用1价Na离子置换)
2)900 / 6 =150立方 也即每立方树脂能处理150吨软化水。
阳树脂质量全交换容量为:≥4.5mmol/g
体积全交换容量为:≥1.9mmol/ml
⑺ 去氨氮最好的方法
去除氨氮的最佳方法包括折点加氯法、选择性离子交换法和氨吹脱法。
1. 折点加氯法通过向废水中加入氯气或次氯酸钠,将氨氮氧化成氮气,实现化学脱氮。在折点氯化过程中,当氯气加入量达到一定程度时,废水中的游离氯含量最低,氨浓度降至零。超过这个点,游离氯增多。这一特定点即为折点,相应的氯化过程称为折点氯化。处理氨氮污水所需的氯气量取决于温度、pH值和氨氮浓度。在pH值6~7的最佳反应区间内,接触时间约为0.5~2小时,每氧化1克氨氮需要9~10毫克氯气。为去除残留氯,处理后的水通常需经过活性碳或二氧化硫处理。反氯化过程中,虽然会产生氢离子,但pH值下降通常可以忽略,因此去除1毫克残留氯大约只需要2毫克碳酸钙。折点氯化法的优点在于,通过控制加氯量和流量均化,可以几乎完全去除废水中的氨氮,并达到消毒效果。对于氨氮浓度较低的废水(小于50毫克/升),这种方法经济有效。然而,它需要大量加氯,因此常与生物硝化法结合使用,先硝化再去除微量残留氨氮。氯化法的处理效率可达90%~100%,效果稳定,不受水温影响,尤其在寒冷地区更具吸引力。尽管投资较少,但运行费用较高,且可能产生二次污染。
2. 选择性离子交换法利用对NH4+离子有强选择性的沸石交换树脂去除氨氮。沸石对非离子氨具有吸附作用,对离子氨则进行离子交换,且成本低廉,对NH4+的选择性很强。沸石的离子交换性能与pH值密切相关,最佳交换区域为pH值4~8。pH值小于4时,H+与NH4+竞争;pH值大于8时,NH4+转化为NH3,失去离子交换性能。采用离子交换法处理氨氮浓度为10~20毫克/升的城市污水,出水浓度可降至1毫克/升以下。该方法工艺简单、投资省、去除率高,适用于中低浓度氨氮废水(小于500毫克/升),但对于高浓度氨氮废水,由于树脂再生频繁,操作可能会变得困难。再生液为高浓度氨氮废水,也需要进一步处理。
3. 氨吹脱法通过将废水与空气接触,将氨氮从液相转移到气相。这种方法适用于高浓度氨氮废水的处理。在碱性条件下,铵离子(NH4+)转化为分子态氨,随后通过空气吹脱去除。吹脱法除氨氮的去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定。吹脱出的氨气可以用盐酸吸收生成氯化铵,回用于纯碱生产,或用水吸收生产氨水,或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品。未吹脱尽的气体可以返回吹脱塔中。但该方法在水温较低时效率较低,不适合在寒冷的冬季使用。