第三節(jié)交換水處理的基本原理

第三節(jié)交換水處理的基本原理第一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日離子交換水處理的方法：1.鈉離子交換法2.鈉離子交換軟化加酸法3.部分鈉離子交換法4.氫離子交換法5.氫—鈉離子交換法6.氯—鈉離子交換法7.氨—鈉離子交換法第二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日一離子交換反應(yīng)

1.鈉離子交換法當(dāng)原水通過(guò)鈉離子交換劑層時(shí)，水中的Ca2+.及Mg2+與交換劑中的Na+進(jìn)行交換，使被處理的水的硬度降低到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這就是鈉離子交換法。第三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日（1）鈉離子交換化學(xué)反應(yīng)方程式：與水中鈣·鎂離子的反應(yīng)如下：Ca2++2NaR2Na++CaR

Mg2++2NaR2Na++MgR式中：NaR___表示鈉離子交換劑

Na____表示交換劑中的交換離子

R_____表示交換離子以外的母體部分第四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日（2）鈉離子交換的特點(diǎn)a.可以降低或消除水中的硬度。b.處理后的水中堿度不變。c.含鹽量有所增加。d.鈉離子交換過(guò)程是按層次進(jìn)行的。e.鈉離子交換是一種可逆化學(xué)反應(yīng)。

第五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日2.部分鈉離子交換法

什么是部分鈉離子交換法？把一部分經(jīng)過(guò)鈉離子交換器出來(lái)的水，和一部分原水

混合后作為鍋爐的給水送人鍋爐。由于只有一部分水源水經(jīng)過(guò)鈉離子交換，所以這樣的水處理系統(tǒng)稱(chēng)為部

分鈉離子交換法。第六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日部分鈉離子交換法的適用范圍：（1）只有在允許進(jìn)行鍋內(nèi)水處理的鍋爐中

方可采用。（2）供水壓力，供水量和水源水質(zhì)相應(yīng)比較穩(wěn)定的原水可采用此方法。

第八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日部分鈉離子交換法的優(yōu)點(diǎn)（1）可以降低鍋水堿度，減少鍋爐排污率。（2）需要的軟化水量少了，降低投資數(shù)額。部分鈉離子交換法的缺點(diǎn)：部分鈉離子交換法和鍋內(nèi)水處理一樣，不能完全防止鍋內(nèi)結(jié)生水垢。

第九頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日3.氫離子交換法（1）氫離子交換法的原理什么是氫離子交換法？

氫離子交換法是以交換劑上的氫離子與水中的鈣鎂等陽(yáng)離子進(jìn)行交換，這過(guò)程稱(chēng)為氫離子交換法。氫離子交換的化學(xué)反應(yīng)式如下：Caco3+2HR=H2O+CO2↑+CaRMg(HCO3)2+2HR=2H2O+2CO3↑+MgR2

第十頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日(2)再生過(guò)程用鹽酸作再生劑器化學(xué)反應(yīng)式如下：CaR+HClHR+CaCl2

MgR+HClHR+MgCl2

A.再生劑的選擇及優(yōu)缺點(diǎn)A—1.用鹽酸作再生劑優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，再生后樹(shù)脂的交換容量比較高。缺點(diǎn)是：用量大腐蝕性強(qiáng)，運(yùn)輸困難，配酸系統(tǒng)的防腐要求比較高。

第十一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日A—2用硫酸作再生劑優(yōu)點(diǎn)是：用量小，運(yùn)輸貯存比較方便配酸系統(tǒng)

比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：再生后樹(shù)脂的工作交換容量低，再生

到操作過(guò)程比較復(fù)雜。第十二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日（3）氫離子交換的特點(diǎn)(A）氫離子交換處理以后的水，不再含有碳酸鹽和氫氧化物，在除去水中硬度的同時(shí)，原水中的堿度也隨之降低。(b)水中的非碳酸鹽被酸所取代，故水呈酸性。（c)經(jīng)氫離子交換處理后的水雖然原水中部分陰離子在交換過(guò)程中并不改變，然而重碳酸根生成了碳酸鹽，通過(guò)脫氣而去除，故可以起到除鹽的作用。（d)由于氫離子交換的水酸度偏高，因此不能直作為鍋爐的給水，必須與其它方法配合使用。

第十三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日三。交換器內(nèi)樹(shù)脂的交換過(guò)程

鈉離子交換過(guò)程是按層次進(jìn)行的失效層工作層尚未工作層原水入口軟化水出口第十四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日影響工作層厚度的因素：1.水通過(guò)離子交換器的速越大，工作層越厚。2進(jìn)水中要除去的離子濃度和交換后水中殘留濃度的比值越大，工作層越厚。3.離子交換劑的顆粒越大，工作層越厚。第十五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日三.離子交換樹(shù)脂的再生

再生的目的——使失效的離子交換樹(shù)脂恢復(fù)其交換能力。再生的方法——1.動(dòng)態(tài)再生2.靜態(tài)再生A動(dòng)態(tài)再生——是指將一定濃度，一定量的再生液按一定的流速

注入交換器讓其通過(guò)交換劑層，邊注入邊排放。b靜態(tài)再生——是把一定濃度，一定量的再生液注入交換器內(nèi)浸泡

一定的時(shí)間然后將其排放掉。1.再生方式——（1）順流再生（2）逆流再生

第十六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日a.順流再生：再生時(shí)，再生液的水流方向與交換過(guò)程的水流方向相同。交換時(shí)的水流方向再生時(shí)的水流方向原水再生液軟化水廢再生液第十七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日B.逆流再生：

再生時(shí)，再生液的水流方向與交換過(guò)程的原水水流方向相反。交換時(shí)水流方向再生時(shí)水流方向原水再生液排廢再生液軟水出口第十八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日2.再生劑的用量對(duì)于普通順流再生的鈉型交換器，再生劑的實(shí)際用量是理論的2—3倍。3.再生劑的濃度a再生鈉離子交換劑時(shí)，采用氯化鈉溶液作為再生劑時(shí)，其濃度為8—10%b.再生強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換劑時(shí)若采用鹽酸作再生劑時(shí)，其濃度為5—10%4.再生流速（1）什么是再生流速？單位面積單位時(shí)間通過(guò)再生液的流量稱(chēng)為再生流速。（2）最佳再生流速應(yīng)該是：3—5m/h.

第十九頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日5.再生劑的純度我國(guó)工業(yè)食鹽標(biāo)準(zhǔn)（QB344—64