离子交换法
离子交换法,是一种污水处理技术,通过离子交换剂与污水中离子间的交换反应,实现去除污水中污染物的目的。该方法具有特殊吸附过程的特点,主要吸附污水中的离子化物质,进行等当量的离子交换。
在污水处理中,离子交换法主要用于回收和去除污水中的金、银、铜、镉、铬、锌等金属离子,以及对有机污水进行处理和净化放射性污水。
离子交换法的反应过程是可逆的,通过水溶液与树脂间的固-液界面,实现离子交换。最常见的是水的软化、除盐、去除或回收污水中的重金属离子等。以水中阳离子与交换剂上的Na+进行交换反应为例,反应式为:2RNa + M2+====R2M+2Na+。
离子交换剂由骨架和交换基团组成,分为无机和有机两大类。无机离子交换剂包括天然沸石和人工合成沸石,沸石既可用作阳离子交换剂,也可用作吸附剂。合成无机物离子交换剂能排出大分子,广泛应用的分子筛包括合成毛沸石、合成菱沸石、合成丝光沸石等。有机离子交换剂包括磺化煤和各种离子交换树脂。
离子交换树脂是一种具有离子交换特性的有机高分子聚合电解质,具有多孔结构的固体球形颗粒,粒径一般为0.6~1.2mm(大粒径树脂)、0.3~0.6mm(中粒径树脂)、0.02~0.1mm(小粒径树脂)。树脂不溶于水和电解质,结构包括不溶于水的树脂本体和活性交换基团。树脂本体由有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物构成,交联剂使树脂形成立体网状结构,交换基团由起交换作用的离子与树脂本体连接的离子组成。
离子交换树脂具有选择性,水中不同离子与树脂交换的能力不同。选择性的影响因素包括离子电荷量、原子序数和溶液浓度。特种离子交换树脂具有对特定目标污染物离子的选择性吸附能力,官能团在普通树脂基础上经过修饰改性或直接使用特殊物质制成,适用于特定行业、水质和目标污染物的去除。
常用的离子交换设备包括固定床、移动床和流动床。固定床离子交换设备将树脂装入容器,处理液流过树脂层,操作包括交换、反冲洗、再生和清洗。移动床离子交换器中树脂在运动中周期性移动,定期替换失效树脂和补充再生树脂。流动床离子交换装置分为压力式和重力式,重力式双塔流动床由交换塔、再生清洗塔、水射器和辅助管路组成。
② 离子交换树脂怎么用
离子交换树脂应该如何使用?
离子交换树脂的使用方法,主要分为四个部分,分别是填装、反洗、再生、清洗,下面为大家详细的介绍离子交换树脂的使用方法:
填装:
1.先将干净的水放入树脂罐当中,高度在树脂罐的三分之一左右,可以有效的防止树脂与树脂罐发生碰撞,造成树脂的损坏。
2.将树脂从树脂罐顶部放入,然后对树脂进行反洗,时间大概在30分钟左右。
3.排水至液面高于树脂层5cm,进气混合树脂15~20分钟。
4.启动设备,检测正洗效果和出水电导率,如果数据正常,且产水能够达标,即可正常使用。
反洗:
树脂在工作一段时间之后,树脂上会有很多杂质,为了树脂的更好的使用,需要将这些杂质清除,一般的步骤是:从交换柱的底部进水,从顶部出水,对树脂进行反洗,直至出水清澈为止。
再生:
使用一定浓度的食盐水清洗树脂,(实验证明清洗的效果要比浸泡的效果更好)流速不能太快,一般再生的流速在10~15m/h左右,一般需要清洗半个小时左右,再生时需要根据实际的情况来决定清洗的时间。
清洗:
在食盐水清洗之后,使用与食盐水相同的流速进行冲洗,将树脂中的盐全部清洗干净,这个过程也是树脂再生的过程之一,所以很多人将这个过程叫做置换,时间大概一下30分钟左右。
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③ 软化水罐几年加一次树脂
软化树脂使用寿命有多久:
软化树脂的理论使用寿命都是永久的,可以达到40-50年,软化树脂最回怕的是铁中毒(也就答是铁污染)和活性氯中毒,在我们中国,由于漂白粉、氯气和铁管的使用,最好的树脂能用20年左右,差的只有2、3年。
想要软化水中的钙镁离子,主要是依靠软化树脂的交换能力,去除原水水质中的钙镁离子,从而降低水质硬度。但是当软化树脂使用一段时间后,树脂会慢慢失去离子置换的能力,这时,也会影响软化水设备产水水质。所以找到延长软化树脂使用寿命的方法可以有效延长树脂的使用寿命,从而确保软化水设备的产生稳定。
④ 离子交换树脂的周期如何计算,工作交换容量如何确定
这要看你所使用的设备规格和能力,你最好是查一下水处理设计手册,其中有一单元专门对离子交换树脂的使用周期性的计算。
⑤ 离子交换树脂周期制水量。再生剂用量。比耗。酸耗。再生水平。如何计算。用汉字表述 。谢谢
根据其交换容量,如:4.8mmol/ml,来近似计算可以脱除水中阳离子的mol数量,在换算为水专的通过量,一般来属说使用交换容量为树脂理论交换的80%左右比较合适。再生剂用量也可以计算,但是通常都是经验值,树脂饱和后使用4-6%的稀盐酸3倍体积,以1BV(小时/通过量)或者更慢的流量反洗即可,还可浸泡6-8小时,再反洗,然后使用去离子水洗至PH6左右既可以使用了。
⑥ 离子交换法
离子交换法是一种常用于分离和提纯离子的技术。它通过离子交换树脂将溶液中的离子进行交换,从而实现离子的分离和提纯。以下是关于离子交换法的
离子交换法的基本原理
离子交换法基于离子交换树脂上的离子与溶液中离子的交换反应。离子交换树脂是一种含有离子交换基团的高分子聚合物,其表面布满了可交换的离子。当溶液通过离子交换树脂时,树脂上的离子与溶液中的离子发生交换,从而实现离子的分离。
离子交换法的操作过程
离子交换法通常包括以下步骤:首先,将待分离的溶液与离子交换树脂接触;然后,通过控制溶液的温度、pH值、浓度等条件,促使离子在树脂与溶液之间进行交换;最后,经过一段时间的交换反应后,达到离子的分离和提纯。
离子交换法的应用领域
离子交换法广泛应用于化学、环保、食品、制药等领域。例如,在化学领域,离子交换法可用于制备高纯度的金属、无机盐等化合物;在环保领域,离子交换法可用于处理工业废水中的重金属离子;在食品和制药领域,离子交换法可用于分离和提纯生物活性物质。此外,离子交换法还可用于水的软化、去离子水的制备等方面。
总的来说,离子交换法是一种重要的离子分离技术,通过离子交换树脂实现离子的高效分离和提纯。其原理简单明了,操作过程相对简便,广泛应用于各个领域。随着科技的不断发展,离子交换法将在更多领域得到应用和发展。
⑦ 什么叫做离子交换树脂的再生
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交版换树脂带有大量的权钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
2.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫做“再生”。
⑧ 水处理工艺之离子交换法,何为离子交换树脂
离子交换法在废水处理领域的广泛应用,得益于其再生性强、操作简便、工艺成熟和流程简短的特点。本文将深入解析离子交换工艺、原理,以及离子交换剂的使用,旨在为读者提供全面的知识储备,建议收藏。
离子交换法是一种通过离子交换剂上的离子与污水中的离子进行交换反应,以去除污水中有害离子的处理方法。与吸附法相比,离子交换法具有独特优势,主要吸附污水中的离子化物质,进行等当量的离子交换。
离子交换法在污水处理中发挥着重要作用,主要用于回收和去除污水中的金属离子,如金、银、铜、镉、铬、锌等,同时也能对有机污水进行处理和净化放射性污水。
离子交换的原理是水溶液通过树脂时,在固体颗粒与液体之间的界面上发生的固-液间离子交换过程。这一反应是可逆的,离子交换剂对不同组分展现出不同的平衡特性。在污水处理中,常见应用包括水的软化、除盐、去除或回收重金属离子等。
离子交换剂主要由骨架和交换基团构成,分为无机和有机两大类。无机离子交换剂包括天然沸石和人工合成沸石,它们既能作为阳离子交换剂,也能用作吸附剂。沸石通过其晶格空间的组分向颗粒内扩散,实现离子交换,分离污水的特定成分。沸石有多种类型,如方沸石、菱沸石、片沸石等。合成无机物离子交换剂具有均匀的空隙结构,能排出大分子,分子筛如合成毛沸石、合成菱沸石、合成丝光沸石等是广泛应用的实例。
有机离子交换剂主要由磺化煤和各种离子交换树脂组成。离子交换树脂是一种具有离子交换特性的有机高分子聚合电解质,结构上分为不溶于水的树脂本体和具有活性的交换基团两部分。树脂本体由有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物构成,交联剂作用于形成立体的网状结构。交换基团则由起交换作用的离子和与树脂本体连接的离子组成。树脂的选择性体现在水中各种离子在与树脂交换时,其能力不同,有的离子容易被吸附但难以置换,有的则反之,这种性能即为离子交换树脂的选择性。
离子交换树脂的选择性受多种因素影响,包括离子带电荷的多少、原子序数大小以及溶液浓度。二价离子通常比一价离子更易被吸附,原子序数大的离子更容易吸附,而浓溶液中的低价离子易被树脂吸附。
特种离子交换树脂专门针对某一种或几种目标污染物离子具有选择性吸附能力。其官能团在普通树脂官能团的基础上经过特殊化学反应修饰改性,或者直接使用具有对特定污染物离子特殊亲和性的物质作为官能团。这类树脂适用于特定行业、水质以及特定目标污染物的选择性去除,普通树脂则主要用于脱盐、软化等方面。
离子交换设备包括固定床、移动床和流动床三种类型。固定床离子交换设备将树脂装入竖式交换容器中,料液不断流过树脂层,完成交换、反冲洗、再生和清洗等操作,为间歇式运行。移动床离子交换器中,树脂在运动中周期性移动,树脂层定期排出失效树脂并补充等量再生树脂。三塔多周期移动床系统由交换塔、再生塔和清洗塔组成,树脂层在移动中定期排出失效树脂并补充再生树脂。流动床离子交换设备有压力式和重力式两种,工程中常用的是重力式流动床,包括双塔式和三塔式两种类型。重力式双塔流动床由交换塔、再生清洗塔、水射器和辅助管路组成。