離子交換樹脂是一種傳統的水處理工藝,其中水中的各種陰離子和陽離子被陰回離子交換樹脂和答陽離子交換樹脂所取代。
陰離子和陽離子交換樹脂可以分別或按不同比例形成離子交換正床系統、離子交換負床系統和離子交換混合床系統,並且通常使用混合床系統。
反滲透等水處理工藝是用來生產超純水、高純水的終端工藝,它是用來制備超純水的一種不可替代的手段。其出水電導率可低於0.2μS/cm以下,出水電阻率達到5MΩ.cm以上,根據不同的水質及使用要求,出水電阻率可控制在5~18MΩ.cm之間。
被廣泛應用在食品行業、醫葯行業、工業超純水、醫葯超純水、高純水等領域上。
㈡ 連續離子交換的原理
t離子交換技術是基於樹脂功能基團與物料中特定離子的吸附作用進行的交換過程,離子交換是可逆的等當量交換反應。傳統的離子交換應用時採用固定床實現的,我們對固定床的工作過程進行分析發現,在交換過程中樹脂床將分為三段,即飽和區、活動區(傳質區)和新鮮樹脂區。隨著交換進行,傳質區不斷下移直至底部交換完全。整個過程只有傳質區處於工作狀態,飽和區和新鮮樹脂區閑置,因此樹脂利用率低
為了提高樹脂利用率,我們把傳質區進行抽象分割成幾個小單元,一旦上面的小單元飽和後就移出來進行洗水及再生操作,處理用的新鮮樹脂單元又回到傳質區底部循環使用,這樣大大提高樹脂的利用率
㈢ 離子交換樹脂吸附的原理
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料.在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換.按交換基團性質的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類.
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換.例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為 2R—SO3H+Ca2+——(R—SO3)2Ca+2H+
這也是硬水軟化的原理.
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團.它們在水中能生成圓談OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R—N(CH3)3OH+Cl- ——R—N(CH3)3Cl+OH-
由於離子交換作用是可逆的,因此用過的離子跡腔輪交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌,可恢復到原狀態而重復使用,這一過程稱為再生.陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化姿信鈉等溶液處理,進行再生.
離子交換樹脂的用途很廣,主要用於分離和提純.例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等.
㈣ 離子交換樹脂凈水原理
離子交換樹脂算起來不算凈水,它們主要用於水的高級凈化,也就是去除特定離子。離子交換樹脂一般是高分子鹽類,強鹼弱酸鹽,或者強酸弱鹼鹽,比如常用去除硬度的001×7強酸性陽離子樹脂,就是末端是鈉離子,水經過時候鈉離子交換掉水裡的鈣離子,降低水的硬度。當離子飽和無法繼續降硬的時候,需要用飽和食鹽水進行樹脂再生,也就是用鈉離子換掉樹脂上的鈣離子。其他樹脂工作方法類似,當然也有一次性樹脂。
㈤ 離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(5)樹脂連續離子交換技術擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
㈥ 陽離子交換樹脂的工作原理是怎麼樣的
陽離子交換樹脂吸附交換原理
強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中離解出H+,故呈強酸性。樹脂離解後,本體所含的負電基團,如SO3-,能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強,在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後,要進行再生處理,即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行,使樹脂的官能基團回復原來狀態,以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理,此時樹脂放出被吸附的陽離子,再與H+結合而恢復原來的組成。
弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團,如羧基-COOH,能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團,如R-COO-(R為碳氫基團),能與溶液中的其他陽離子吸附結合,從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱,在低pH下難以離解和進行離子交換,只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
其實陽離子交換樹脂在我們實際使用過程中,一般都是將樹脂變味其他離子形式進行運行,以滿足各種場景使用需求。例如經常會將強酸性的陽離子交換樹脂和NaCl一起轉變為鈉型的樹脂後再投入使用,當樹脂置換過程中就會放出Na+與溶液中的Ca2+、Mg2+等陽離子交換吸附,除去這些離子。反應時沒有放出H+,可避免溶液pH下降和由此產生的副作用(如蔗糖轉化和設備腐蝕等)。
而且這類樹脂以鈉型狀態運行使用後,可直接用鹽水對樹脂進行再生(不用強酸)。
㈦ 離子交換樹脂是什麼
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。
㈧ 離子交換樹脂系統的主要工藝
第一種:採用陽陰離子交換樹脂取得的去離子水,一般通過之後,出水電導率可降到10us/cm以下,再經過混床就可以達到0.2μs/cm以下了。但是這種方法做出來的水成本較高,而且顆粒雜質太多,達不到理想的要求。
第二種:預處理(即砂碳過濾器+精密過濾器)+反滲透+混床工藝這種方法是目前採用最多的,因為反滲透投資成本也不算高,可以去除90%以上的水中離子,剩下的離子再通過混床交換除去,這樣可使出水電導率:0.2左右。這樣是目前最流行的方法。
第三種:採用兩級反滲透方式 自來水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→精密過濾器→一級反滲透→PH調節→混合器→二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)→純水箱→純水泵→微孔過濾器→用水點
第四種:前處理與第二種方法一樣使用反滲透,只是後面使用的混床採用EDI連續除鹽膜塊代替,這樣就不用酸鹼再生樹脂,而是用電再生。這就徹底使整個過程無污染了,經過處理後的水質可達到:15M以上。但這這種方法的前期投資比較多,運行成本低。根據各公司的情況做適當的投資。最好不過了。 其流程如下
原水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→PH值調節系統→高效混合器→精密過濾器→高效反滲透→中間水箱→EDI水泵→EDI系統→微孔過濾器→用水點
㈨ 什麼叫離子交換樹脂
什麼是離子交換樹脂?
1.離子交換樹脂是一種具有網狀立體結構、且不溶於酸、鹼和有機溶劑的固體高分子化合物.離子交換樹脂的單元結構由兩部分組成。一部分是不可移動且具有立體結構的網路骨架,另一部分是可移動的活性離子。
2.離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料,在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。如果樹脂釋放的是活性陽離子,它就能和溶液中的陽離子發生交換,稱陽離子交換樹脂如果釋放的是活性陰離子,它就能交換溶液中的陰離子,稱陰離子交換樹脂。
離子交換樹脂的原理是什麼?
在離子交換過程中,水中的陽離子(如Na+、Cat、Kt、Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂上的H+進行交換,水中陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中。水中的陰離子(如C1-、HCO,等)與陰離子交換樹脂上的O進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中。而H+與0H-相結合生成水,從而達到過濾的目的。