離子交換原理學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1離子交換離子交換(l z jio hun)原理原理第一頁，共59頁。概概 述述一、離子一、離子(lz)交換法交換法 離子離子(lz)交換劑上的離子交換劑上的離子(lz)和水中的離子和水中的離子(lz)進(jìn)行交換的一種特殊吸附現(xiàn)象。進(jìn)行交換的一種特殊吸附現(xiàn)象。 與其它吸附過程相比：與其它吸附過程相比： 主要吸附水中離子主要吸附水中離子(lz)態(tài)物質(zhì)；態(tài)物質(zhì)； 交換劑上的離子交換劑上的離子(lz)和水中離子和水中離子(lz)進(jìn)行進(jìn)行“等當(dāng)量等當(dāng)量”的交換。的交換。第1頁/共59頁第二頁，共59頁。二、發(fā)展二、發(fā)展(fzhn)18051805年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中Ca

2、2+Ca2+和和NH4+NH4+的交換現(xiàn)象的交換現(xiàn)象；18761876年年Lemberg Lemberg 揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)系；系；19351935年人工合成了離子交換樹脂；年人工合成了離子交換樹脂；19401940年應(yīng)用年應(yīng)用(yngyng)(yngyng)于工業(yè)生產(chǎn)；于工業(yè)生產(chǎn)；19511951年我國開始合成樹脂。年我國開始合成樹脂。第2頁/共59頁第三頁，共59頁。 (一一) 給水處理給水處理 硬水軟化、脫鹽。硬水軟化、脫鹽。 純水、高純水的制備。純水、高純水的制備。 (二二) 廢水廢水(fishu)處理處理 廢水廢水(fishu)中金屬

3、離子：中金屬離子：Zn2+、Cu2+、Cr6+ 、Cr3+ (三三) 工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn) 產(chǎn)品的提純產(chǎn)品的提純 三、應(yīng)用三、應(yīng)用(yngyng)第3頁/共59頁第四頁，共59頁。 1 去除率高，凈化效果好； 2 可做到污染物的回收(hushu)利用； 3 對(duì)廢水的預(yù)處理要求較高； 4 樹脂再生液需要進(jìn)一步處置。四、特點(diǎn)四、特點(diǎn)(tdin)第4頁/共59頁第五頁，共59頁。 固體球形顆粒，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；不溶于水；具有(jyu)離子交換特性的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)。一、離子交換一、離子交換(l z jio hun)樹脂樹脂 (一) 組成 離子交離子交換樹脂換樹脂母體母體(骨架骨架)活性基團(tuán)活性基團(tuán)固固

4、定定 離離 子子可交換離子可交換離子苯乙烯苯乙烯( (單體單體) )+ +二乙烯苯二乙烯苯( (交聯(lián)交聯(lián)劑劑) )母體母體共共聚聚H2SO4功功能能基基反反應(yīng)應(yīng)R SO3 H固定離子固定離子 可交換離可交換離子子母體母體第5頁/共59頁第六頁，共59頁。 (二) 樹脂(shzh)分類按選擇性按結(jié)構(gòu)(jigu)離子交離子交換樹脂換樹脂凝膠型凝膠型等孔型等孔型孔大、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)?？状蟆⒕鶆?，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)?？状?，溶脹度小，交換速度高，抗污染能力強(qiáng)。孔大，溶脹度小，交換速度高，抗污染能力強(qiáng)?？紫缎?、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀?？紫缎?、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。大孔型大孔型離

5、子交離子交換樹脂換樹脂陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂 RNH3OH強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂 R NOH弱酸性陽離子交換樹脂弱酸性陽離子交換樹脂 RCOOH強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂 RSO3H第6頁/共59頁第七頁，共59頁。第7頁/共59頁第八頁，共59頁。第8頁/共59頁第九頁，共59頁。代號(hào)代號(hào)0 01 12 23 34 45 56 6功能基功能基強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性弱酸性弱酸性強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性弱堿性螯合性螯合性兩性兩性氧化還原氧化還原表表 分類分類(fn li)(fn li)代號(hào)代號(hào)表表 骨架骨架(gj

6、i)(gji)代號(hào)代號(hào)代號(hào)代號(hào)0 01 12 23 34 45 56 6骨架類型骨架類型苯乙烯系苯乙烯系丙烯酸系丙烯酸系酚醛系酚醛系環(huán)氧系環(huán)氧系乙烯吡啶系乙烯吡啶系脲醛系脲醛系氯乙烯系氯乙烯系例如：例如：0010017(7(凝膠型凝膠型) )苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為7 7 。 110 1104(4(凝膠型凝膠型) )丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為4 4。 D201 D201大孔型大孔型(kn xn)(kn xn)苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。離子交換樹脂的命名離子交換樹脂

7、的命名第9頁/共59頁第十頁，共59頁。二、樹脂二、樹脂(shzh)的性能的性能 (一) 外觀 形狀(xngzhun)：透明或半透明的球狀珠體。 顏色：白、淺黃、赤褐色。 (二) 含水率 樹脂孔隙內(nèi)所含的水分(shufn)，一般在40%69%。與樹脂的膠聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度低，空隙率高，含水率高。物理性能物理性能第10頁/共59頁第十一頁，共59頁。 (三) 密度 干真密度：干燥(gnzo)狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。 濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。 表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度(視密度) 。 單位均為mg/L. (四) 交聯(lián)度 交聯(lián)度為樹脂(shzh)合成時(shí)交聯(lián)劑的

8、用量，一般為7%10%。 交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。 在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。第11頁/共59頁第十二頁，共59頁。 (五) 溶脹性 吸水后體積(tj)增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：u溶脹的原因溶脹的原因u 水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹；水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹；u 活性基團(tuán)離解形成水合離子?；钚曰鶊F(tuán)離解形成水合離子。u 影響因素影響因素u 樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越(d yu)大，溶脹率越低。大，溶脹率越低。u 活性基團(tuán)：離解程度越活性基團(tuán)：離解程度越(d yu)大，溶脹率越大；大，溶脹率越大；u 可交換離

9、子：水合半徑越大，溶脹率越高?？山粨Q離子：水合半徑越大，溶脹率越高。%100前前后溶脹率VVV第12頁/共59頁第十三頁，共59頁。樹脂類型強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性有效pH值范圍01441401407化學(xué)化學(xué)(huxu)性能性能第13頁/共59頁第十四頁，共59頁。 (二) 交換(jiohun)容量 單位體積濕樹脂(容量表示法)或單位重量干樹脂(重量表示法)可發(fā)生交換(jiohun)的活性基團(tuán)數(shù)量。 容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 EV = EW 濕比重(1-含水率) 全交換(jiohun)容量： 單位體積或重量樹脂中含可交換

10、(jiohun)基團(tuán)的總數(shù)。工作交換(jiohun)容量： 在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換(jiohun)終點(diǎn)時(shí)，樹脂層達(dá)到的平均交換(jiohun)容量?；瘜W(xué)化學(xué)(huxu)性能性能第14頁/共59頁第十五頁，共59頁。NO3- Cl- OH- F- HCO3- HSiO3-n弱堿性陰離子交換樹脂OH- SO42- NO3- Cl- HCO3- HSiO3-化學(xué)化學(xué)(huxu)性能性能第15頁/共59頁第十六頁，共59頁。三、樹脂三、樹脂(shzh)的的選擇選擇 根據(jù)處理對(duì)象(duxing)選擇對(duì)應(yīng)類型的樹脂。 注意離子在水中的存在狀態(tài)，如Cr6+ 在廢水中的存在形式為 CrO42-

11、或 Cr2O72-。 第16頁/共59頁第十七頁，共59頁。第二節(jié)第二節(jié) 離子交換離子交換(l z (l z jio hun)jio hun)原理原理一、離子交換一、離子交換(l z jio hun)反應(yīng)反應(yīng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 符合質(zhì)量作用定律符合質(zhì)量作用定律; 等當(dāng)量進(jìn)行的同性離子的互換反應(yīng)等當(dāng)量進(jìn)行的同性離子的互換反應(yīng); 具有飽和性具有飽和性; 樹脂樹脂(shzh)母體和固定離子不發(fā)生變化。母體和固定離子不發(fā)生變化。第17頁/共59頁第十八頁，共59頁。二、離子交換二、離子交換(l z jio hun)平衡平衡/)()()()(KBARABRabbabaab/KBfARfAfBRfabBbaa

12、RbaAabBR有：有：式中：式中：f 為活度系數(shù)為活度系數(shù)(xsh)。第18頁/共59頁第十九頁，共59頁。三、離子交換三、離子交換(l z jio hun)選擇性選擇性/KBfARfAfBRfabBbaaRbaAabBR平衡平衡(pnghng)吸著吸著率率baabbaabABKARBR設(shè)：fR-B/fR-A=C； f A/fB=1選擇性系數(shù)選擇性系數(shù)(xsh) K/C=K 第19頁/共59頁第二十頁，共59頁。baabbaabABKARBRABKARBRa=b=1Q 為樹脂的全交換容量；為樹脂的全交換容量；q 為為B 在離子交換樹脂上平衡交換量；在離子交換樹脂上平衡交換量；C0、C 為水中

13、為水中B離子的初始和平衡濃度。離子的初始和平衡濃度。0011CCCCKQqQqqQC0C200.2K=150第20頁/共59頁第二十一頁，共59頁。第21頁/共59頁第二十二頁，共59頁?；鶊F(tuán)交換勢(shì)增大。pH值： 影響某些離子的存在狀態(tài)， Cr2O72-+OH-=2CrO42-+H+影響弱酸(ru sun)、堿樹脂固定基團(tuán)的電離。第22頁/共59頁第二十三頁，共59頁。第23頁/共59頁第二十四頁，共59頁。樹脂(shzh)顆粒水膜BB(1)(2)(3)(A)(4)(5)(6)A外外 擴(kuò)擴(kuò) 散散薄膜擴(kuò)散薄膜擴(kuò)散(kusn)內(nèi)內(nèi) 擴(kuò)擴(kuò) 散散 (一一) 交換交換(jiohun)過程過程第24頁/共

14、59頁第二十五頁，共59頁。第25頁/共59頁第二十六頁，共59頁。1 液膜擴(kuò)散液膜擴(kuò)散 離子濃度離子濃度(nngd) 溶液離子濃度溶液離子濃度(nngd)低，樹脂交換容量大時(shí)低，樹脂交換容量大時(shí)，液膜擴(kuò)散受阻。，液膜擴(kuò)散受阻。 溶液離子濃度溶液離子濃度(nngd)過高，樹脂易發(fā)生收縮過高，樹脂易發(fā)生收縮現(xiàn)象，內(nèi)擴(kuò)散受阻?，F(xiàn)象，內(nèi)擴(kuò)散受阻。 水流速度水流速度 水流速度增加，水膜變薄，液膜擴(kuò)散加快。水流速度增加，水膜變薄，液膜擴(kuò)散加快。 樹脂顆粒的大小樹脂顆粒的大小 樹脂顆粒小，比表面積增加，利于液膜擴(kuò)散。樹脂顆粒小，比表面積增加，利于液膜擴(kuò)散。 (二) 影響交換(jiohun)速度的因素第26

15、頁/共59頁第二十七頁，共59頁。 離子電荷離子電荷 離子電荷越大，擴(kuò)散系數(shù)越小，不利于液膜擴(kuò)離子電荷越大，擴(kuò)散系數(shù)越小，不利于液膜擴(kuò)散。散。 樹脂樹脂(shzh)交聯(lián)度交聯(lián)度 交聯(lián)度越低，樹脂交聯(lián)度越低，樹脂(shzh)網(wǎng)孔越大，有利網(wǎng)孔越大，有利于離子的內(nèi)擴(kuò)散。于離子的內(nèi)擴(kuò)散。 離子的水化度離子的水化度 離子水化程度大，水合離子半徑越大，不利于離離子水化程度大，水合離子半徑越大，不利于離子的內(nèi)擴(kuò)散。子的內(nèi)擴(kuò)散。 水溶液的溫度水溶液的溫度提高水溫同時(shí)加快液膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散提高水溫同時(shí)加快液膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散2 樹脂樹脂(shzh)顆粒內(nèi)擴(kuò)散顆粒內(nèi)擴(kuò)散第27頁/共59頁第二十八頁，共59頁。

16、n堿性強(qiáng)弱）第28頁/共59頁第二十九頁，共59頁。第29頁/共59頁第三十頁，共59頁。操作操作取未知樹脂樣品取未知樹脂樣品2mL2mL，置于，置于30mL30mL試管中試管中 操作操作加加1 1N N HCl 15mLHCl 15mL，搖，搖1-2min1-2min，重復(fù)，重復(fù)2-32-3次次 操作操作水洗水洗2 23 3次次 操作操作加加1O1OCuSO4(CuSO4(其中含其中含1 1H2SO4)5mLH2SO4)5mL，搖，搖1min1min，放，放5min 5min 檢查檢查淺綠色淺綠色不變色不變色 操作操作加加5 5N N氨液氨液2mL2mL，搖，搖1min1min，水洗，水洗加

17、加1 1N N NaOH15mLNaOH15mL搖搖1min1min，水洗，加酚，水洗，加酚酞，水洗酞，水洗 檢查檢查深藍(lán)深藍(lán)顏色不變顏色不變紅色紅色不變色不變色 結(jié)果結(jié)果強(qiáng)酸性陽樹脂強(qiáng)酸性陽樹脂弱酸性陽樹脂弱酸性陽樹脂強(qiáng)堿性陰樹脂強(qiáng)堿性陰樹脂弱堿性陰樹脂弱堿性陰樹脂 第30頁/共59頁第三十一頁，共59頁。第31頁/共59頁第三十二頁，共59頁。第32頁/共59頁第三十三頁，共59頁。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中需根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、生產(chǎn)能力等來確定在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中需根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、生產(chǎn)能力等來確定合適的離子交換工藝。合適的離子交換工藝。 1. 1. 在水的軟化在水的軟化(runhu)(runh

18、u)主要使用主要使用 Na Na離子交換軟化離子交換軟化(runhu)(runhu)法法 H H離子交換軟離子交換軟化化(runhu)(runhu)法法 H HNaNa串聯(lián)及并聯(lián)串聯(lián)及并聯(lián) 2. 2. 在除鹽中在除鹽中 一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng) 多極復(fù)床除鹽系統(tǒng)多極復(fù)床除鹽系統(tǒng) 混合床除鹽系統(tǒng)混合床除鹽系統(tǒng) 3. 3. 在處理工業(yè)廢水中在處理工業(yè)廢水中 多級(jí)陰陽離子交換系統(tǒng)多級(jí)陰陽離子交換系統(tǒng)堿度是指水中吸收質(zhì)子的能力，水中堿度的形成主要是由于重碳酸鹽、碳酸鹽及氫氧化物的存在，硼酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽也會(huì)產(chǎn)生一些堿度。此外(cwi)還有有機(jī)堿等。第33頁/共59頁第三十四頁，共59頁。第

19、34頁/共59頁第三十五頁，共59頁。第35頁/共59頁第三十六頁，共59頁。1. 1. 離子交換離子交換(l z (l z jio hun)jio hun)過程過程在床層穿透以前，樹脂分屬于飽和區(qū)、交換區(qū)和未用區(qū)，真正工作的在床層穿透以前，樹脂分屬于飽和區(qū)、交換區(qū)和未用區(qū)，真正工作的只有交換區(qū)內(nèi)樹脂交換區(qū)的厚度取決于所用的樹脂、離子只有交換區(qū)內(nèi)樹脂交換區(qū)的厚度取決于所用的樹脂、離子(lz)(lz)種種類和濃度以及工作條件。類和濃度以及工作條件。 第36頁/共59頁第三十七頁，共59頁。離子交換離子交換(l z (l z jio hun)jio hun)柱工作過柱工作過程程(f) H(f) H

20、型樹脂與水中型樹脂與水中Ca2+Ca2+、Mg2+Mg2+、Na+Na+交換時(shí)水質(zhì)交換時(shí)水質(zhì)(shu zh)(shu zh)變化變化第37頁/共59頁第三十八頁，共59頁。第38頁/共59頁第三十九頁，共59頁。實(shí)驗(yàn)證明，再生劑用量越多，再生效率越高。但當(dāng)再生劑用量增加到一定值實(shí)驗(yàn)證明，再生劑用量越多，再生效率越高。但當(dāng)再生劑用量增加到一定值后，再生效率隨再生劑用量增長(zhǎng)不大。因此再生劑用量過高既不經(jīng)濟(jì)也無必后，再生效率隨再生劑用量增長(zhǎng)不大。因此再生劑用量過高既不經(jīng)濟(jì)也無必要。圖要。圖8-48-4為用為用2 2NaOHNaOH對(duì)交換了對(duì)交換了Cr6+Cr6+的強(qiáng)堿性樹脂的強(qiáng)堿性樹脂(shzh)(

21、shzh)的再生情況。的再生情況。 第39頁/共59頁第四十頁，共59頁。樹脂樹脂(shzh)的再生的再生第40頁/共59頁第四十一頁，共59頁。固定床離子交換器的缺點(diǎn)：樹脂不能固定床離子交換器的缺點(diǎn)：樹脂不能邊飽和邊再生，樹脂層厚度比交換區(qū)邊飽和邊再生，樹脂層厚度比交換區(qū)厚度大得多；再生和沖洗時(shí)必須停止厚度大得多；再生和沖洗時(shí)必須停止交換。為了克服上述缺陷，發(fā)展交換。為了克服上述缺陷，發(fā)展(fzhn)(fzhn)了連續(xù)式離子交換設(shè)備，了連續(xù)式離子交換設(shè)備，包括移動(dòng)床和流動(dòng)床。包括移動(dòng)床和流動(dòng)床。 右圖為三塔式移動(dòng)床，由交換塔、再生塔和清洗塔組成。運(yùn)行時(shí)，原水由交換塔下部逆流而上右圖為三塔式移

22、動(dòng)床，由交換塔、再生塔和清洗塔組成。運(yùn)行時(shí)，原水由交換塔下部逆流而上，把整個(gè)樹脂層承托起來并與之交換離子。一段時(shí)間后，當(dāng)出水離子開始穿透時(shí)，停止進(jìn)水，把整個(gè)樹脂層承托起來并與之交換離子。一段時(shí)間后，當(dāng)出水離子開始穿透時(shí)，停止進(jìn)水，并由塔下排水。排水時(shí)樹脂層下降并由塔下排水。排水時(shí)樹脂層下降( (稱為落床稱為落床) )，由塔底排出部分已飽和的樹脂，同時(shí)浮球閥自，由塔底排出部分已飽和的樹脂，同時(shí)浮球閥自動(dòng)動(dòng)(zdng)(zdng)打開，放入等量已再生好的樹脂。打開，放入等量已再生好的樹脂。第41頁/共59頁第四十二頁，共59頁。第六節(jié)第六節(jié) 離子交換離子交換(l z jio (l z jio hu

23、n)hun)工藝及設(shè)備工藝及設(shè)備二、動(dòng)態(tài)交換二、動(dòng)態(tài)交換 (一一) 裝置類型裝置類型 固定床系統(tǒng)固定床系統(tǒng) 單床、復(fù)床單床、復(fù)床 、混合、混合(hnh)床床 移動(dòng)床和流化床移動(dòng)床和流化床一、離子交換一、離子交換(jiohun)操作方式操作方式 靜態(tài)交換靜態(tài)交換(jiohun) 動(dòng)態(tài)交換動(dòng)態(tài)交換(jiohun)第42頁/共59頁第四十三頁，共59頁。 (二) 工藝流程(n y li chn)及操作過程 工藝流程(n y li chn) 運(yùn)行運(yùn)行(ynxng)過程過程廢水預(yù)處理交換離子交換離子排放去除影響交換的雜質(zhì)去除影響交換的雜質(zhì):懸浮物、油類、膠懸浮物、油類、膠 體體吸附、過濾吸附、過濾去除去

24、除(q ch)陽離子、陽離子、陰離子陰離子反洗再生再生交換正洗正洗第43頁/共59頁第四十四頁，共59頁。三、樹脂層離子交換規(guī)律三、樹脂層離子交換規(guī)律分層失效原理分層失效原理(yunl) (一一) 廢水中只有一種離子廢水中只有一種離子B+AB0tC0ABaCeC保 護(hù) 層交 換 帶進(jìn) 水 （ C0）出 水第44頁/共59頁第四十五頁，共59頁。 (二) 廢水(fishu)中有幾種離子B1+、 B2+、 B3+ 且交換能力 B1+ B2+ B3+ 離子交換可對(duì)廢水(fishu)中不同離子進(jìn)行分離。進(jìn)水(B1、B2、B3)出水B2AB1B2B3B3第45頁/共59頁第四十六頁，共59頁。三、樹脂的

25、再生三、樹脂的再生 (一一) 再生的目的再生的目的 恢復(fù)樹脂的交換能力恢復(fù)樹脂的交換能力 回收有用物質(zhì)回收有用物質(zhì) (二二) 再生再生(zishng)原理原理baabbaabABKARBR第46頁/共59頁第四十七頁，共59頁。 (二二) 影響影響(yngxing)再生再生的因素的因素 再生(zishng)劑再生(zishng)劑的種類 H型陽樹脂：再生(zishng)劑HCl 或H2SO4，HCl 優(yōu)于H2SO4。 OH型陰樹脂：再生(zishng)劑Na2CO3或NaOH。 再生(zishng)劑的濃度 HCl 510% NaOH 1012%、48%再生(zishng)劑用量 1.23.0

26、倍樹脂體積。第47頁/共59頁第四十八頁，共59頁。 再生方式 順流再生 優(yōu)點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單； 操作方便、可靠。 缺點(diǎn)： 有重復(fù)(chngf)交換現(xiàn)象，再生劑用量高； 工作交換容量低。順流再生AB再生液再生劑（A）AB進(jìn)水出水第48頁/共59頁第四十九頁，共59頁。 再生方式再生方式 逆順流再生逆順流再生 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 避免重復(fù)交換；再生劑避免重復(fù)交換；再生劑用量少。用量少。 樹脂樹脂(shzh)底層再生底層再生干凈，工作干凈，工作 交換容量較高。交換容量較高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 設(shè)備較復(fù)雜。設(shè)備較復(fù)雜。 要求控制技術(shù)高。要求控制技術(shù)高。 BA逆流再生再生液再生劑（A）第49頁/共59頁第五十頁，共

27、59頁。四、離子交換四、離子交換(l z jio hun)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) (一) 根據(jù)廢水水質(zhì)和處理 要求，選擇離子交換劑。 (二) 選擇合適的再生(zishng)劑，估算其用量。 (三) 根據(jù)去除對(duì)象確定工藝流程及工藝參數(shù)。 1 工藝流程的確定 2 主要工藝參數(shù) 交換速度 1535m/h； 反沖速度 15m/h 再生(zishng)劑流速 1015m/h 再生(zishng)效率 80%第50頁/共59頁第五十一頁，共59頁。式中：Q處理水量； (D3m) n并聯(lián)臺(tái)數(shù)；u 交換速度。unQD4第51頁/共59頁第五十二頁，共59頁。 (五五) 樹脂用量確定樹脂用量確定 TQ(C0C) = n E工

28、工 f H1 V= ( n n) f H1 式中：式中： T 有效工作時(shí)間有效工作時(shí)間(shjin)； Q 水量；水量； C0、C 進(jìn)、出水濃度；進(jìn)、出水濃度； E工工工作交換容量；工作交換容量； f 交換柱截面積；交換柱截面積； V 樹脂體積；樹脂體積； n 備用臺(tái)數(shù)。備用臺(tái)數(shù)。 第52頁/共59頁第五十三頁，共59頁。第七節(jié)第七節(jié) 應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)(yngyng)二二 水的軟化水的軟化(runhu)和除鹽和除鹽 (一一) 水質(zhì)軟化水質(zhì)軟化(runhu) 1 Na離子交換軟化離子交換軟化(runhu)系統(tǒng)系統(tǒng) 2 RNa+Ca (HCO3)2=R2Ca+ 2NaHCO3 2RNa+CaSO4= R2Ca + Na2SO4 2 RNa+MgCl2 = R2Mg + 2NaCl2第53頁/共59頁第五十四頁，共59頁。 2 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性H離子交換離子交換(l z jio hun)脫堿軟化系統(tǒng)脫堿軟化系統(tǒng) 2 RH+Ca (HCO3)2= R2Ca+ 2CO2+2H2O 2 RH+CaCl2 = R2Ca + 2HCl 2 RH+NaCl = RNa + 2HCl 生成的生成的CO2用用CO2去除裝置去除，去除裝置去除，HCl加堿中和加堿中和。第