『壹』 离子交换实验中如何设法提高软化水水质
去离子水设备工作原理
去离子水设备采用离子交换方法,可以把水中呈版离子态的阳、阴离子去除,以氯权化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+
R—Na+H+
2、阴离子交换树脂:R—OH+Cl-
R—Cl+OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
去离子水设备采用双级RO+EDI模块化设计模式,与前置预处理配套使用,利用反渗透原理,有效去除水中各种盐份及杂质;系统具有工艺先进、产水水质稳定、操作简便、运行费用低、绿色环保无污染、维护方便等优点。
三达水处理北京市去离子水设备、软化水设备专业生产厂家,提供专业的水处理方案。
『贰』 离子交换怎么试验
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程,通常是可逆性化学吸附;其特点是吸附水中离子化物质,并进行等电荷的离子交换。
离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石,人工合成沸石,及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。
在应用离子交换法进行水处理时,需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备,决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的:
1) 加深对离子交换基本理论的理解;学会离子交换树脂的鉴别;
2) 学会离子交换设备操作方法;
3) 学会使用手持式盐度计,掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。
二、实验内容和原理
由于离子交换树脂具有交换基因,其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。 用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子,反应式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——阳离子 n——离子价数
R——交换树脂
用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子,反应式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——阴离子
离子交换法是固体吸附的一种特殊形式,因此也可以用解吸法来解吸,进行树脂再生。
本实验采用自来水为进水,进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水,以及某些废水深度处理过程中,都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。
『叁』 离子交换的基本原理
水处理中主要采用离子交换树脂和磺化煤用于离子交换。其中离子交换树脂应用广泛,种类多,而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。
离子交换树脂按结构特征,分为:凝胶型、大孔型和等孔型氏芦;
按树脂母体种类,分为:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;
按其交换基团性质,分为:强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。
⑴离子交换树脂的构造
是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成两部分:固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成所谓固定离子,活动部分,能在一定范围内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可数孝交换离子。
⑵基本性能
①外观
呈透明或半透明球形,颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等,
②交联度
指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响,一般水处理中树脂的交联度为7%~10%。
③含水率
指每克湿树脂所含水分的百分率,一般为50%,交联度越大,孔隙越小,含水率越少。
④溶胀性
指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说,交联度越小,活性基团越容易电离,可交换离子的水合离子半径越大,则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高,树脂溶胀率就越小。
在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期,减少再生次数,以延长树脂的使用寿命。
⑤密度
分为干真密度、湿真密度和湿视密度
⑥交换容量
是树脂最重要的性能,是设计离子交换过程装置时所必须的数据,定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。
⑦有效PH范围
由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱,所以水的PH值对其电离会产生影响,影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。
⑧选择性
即离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。除与树脂类型有关外,还与水中湿度和离子浓度有关。
⑨离子交换平衡
离子交换反应是可逆反应,服从质量作用定律和当量定律。经过一定时间,离子交换体系中固态的树脂相和溶液相之间的离子交换反应达到平衡,其平衡常数也称为离子交换选择系数。降低反应生成物的浓度有利于交换反应的进行。
⑩离子交换速率
主要受离子交换过程中离子扩散过程的影响。歼毕带
其他性能:如溶解性、机械强度和耐冷热性等。离子交换树脂理论上不溶于水,机械强度用年损耗百分数表示,一般要求小于3%~7%/年。另外,温度对树脂机械强度和交换能力有影响。温度低则树脂的机械强度下降,阳离子比阴离子耐热性能好,盐型比酸碱型耐热好。
⑶树脂层离子交换过程
以离子交换柱中装填钠型树脂,从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例,以交换柱的深度为横坐标,以树脂的饱和度为纵坐标,可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言,树脂层的变化可分为三个阶段。
『肆』 离子交换的水处理步骤是什么
离子交换反应是可逆反应,这种反应是在固态的树脂和水溶液接触的界面间发生的。在水溶液中,连接在离子交换树脂骨架上的功能基能离解出可交换的离子B+,该离子在较大范围内可以自由移动并能扩散到溶液中。同时,溶液中的同类型离子A+也能扩散到整个树脂结构内部,这两种离子之间的浓度差推动着它们之间进行交换。其浓度差越大,交换速度就越快。离子交换树脂对不同的离子表现出了不同的交换亲和吸附性能,这种选择性与树脂本身所带有的功能基、骨架结构、交联度有关,也与溶液中离子的浓度、价数有关。一般情况下,离子价数越高,与树脂功能基的静电吸引力越大,亲和力越大;对同价离子而言,原子序数增加,树脂对其选择性也增加。由于阳离子交换剂可以与水中的阳离子进行交换,阳离子交换剂可以与水中的阴离子进行交换,因此,选用合适的交换剂便可去除水中所有的杂质离子,制得纯净的水。制备纯水用的阳离子交换树脂呈酸性,交换基因主要有磺酸基、羧基或酚基等,它们以H+与被处理水中的金属离子交换。阴离子交换树脂呈碱性,其交换基团主要有季胺基【-N(CH3)3OH】、伯胺基(-NH2)等碱性基因,它们在水中能以OH_与水中的阴离子进行交换反应。采用联合处理装置,使被处理水相继通过H+型阳离子交换剂和OH_型阴离子交换剂,与之进行交换,便可得到纯水。
『伍』 为什么说在 > 的条件下,经h离子交换的周期出水平均强酸酸度在数
为什么说在 > 的条件下,经h离子交换的周期出水平均强酸酸度在数
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的方法。离子交换是一种特殊吸附过程,通常是可逆性化学吸附;其特点是吸附水中离子化物质,并进行等电荷的离子交换。
离子交换剂分无机的离子交换剂如天然沸石,人工合成沸石,及有机的离子交换剂如磺化煤和各种离子交换树脂。
在应用离子交换法进行水处理时,需要根据离子交换树脂的性能设计离子交换设备,决定交换设备的运行周期和再生处理。通过本实验希望达到下述目的:
1) 加深对离子交换基本理论的理解;学会离子交换树脂的鉴别;
2) 学会离子交换设备操作方法;
3) 学会使用手持式盐度计,掌握pH计、电导率仪的校正及测量方法。
二、实验内容和原理
由于离子交换树脂具有交换基因,其中的可游离交换离子能与水中的同性离子进行等当量交换。 用酸性阳离子交换树脂除去水中阳离子,反应式如下:
nRH + M+n → RnM + nH+
M——阳离子 n——离子价数
R——交换树脂
用碱性阴离子交换树脂除去水中的阴离子,反应式如下:
nROH + Y−n → RnY + nOH-
Y——阴离子
离子交换法是固体吸附的一种特殊形式,因此也可以用解吸法来解吸,进行树脂再生。
本实验采用自来水为进水,进行离子交换处理。因为自来水中含有较多量的阴、阳离
子,如Cl¯, NH4+,Ca,Mg,Fe,Al,K,Na等。在某些工农业生产、科研、医疗卫生等工作中所用的水,以及某些废水深度处理过程中,都需要除去水中的这些离子。而采用离子交换树脂来达到目的是可行的方法。
『陆』 在做离子交换法制备去离子水实验时为什么要先让流出液流出15ml以后才能开始收集产品
保持液面下是复防止表层制树脂干燥,没有交换效果还有水对树脂的冲击,造成树脂浮游,还有会带人空气,造成气穴,影响树脂装填规整,影响交换效果。控制水的流量是保证水与树脂能有充分的接触时间完成交换,否则流量太快可能有部分水分子没有充分作用,达不到交换效果,一般保证每小时5倍树脂体积的流量比较合适。
『柒』 离子交换实验中,不同交换速度下处理出水的总硬度应如何变化为什么
水的硬度是指水中含有盐的量,量越大,则表明硬度越高,检验水硬度最方便的方法是取要检验的水,然后让肥皂在水中溶解,之后搅拌,观察是否有泡末产生,泡末越多表明硬度越小,反之则越大。所谓软水处理就是除掉其中的盐分,方法就很多的比如:蒸馏,用活性炭等。1、煮沸法(只适用于暂时硬水)煮沸暂时硬水时的反应: Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑ 由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁: MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑ 由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2 2、药剂软化法工业上的经典水质处理方法是药剂软化法,如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。加入石灰,可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀,对永久硬度大的硬水,可再加适量纯碱。软化时石灰添加量,根据经验,每降低一千升水中暂时硬度一度,需加纯氧化钙10克。反应过程中,镁都是以氢氧化镁的形式沉淀,而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。 3、离子交换法它是利用离子交换剂,把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用,使水得到软化的方法。饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。在处理水时,先让水从阳柱自上而下通过,使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附,阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去;然后再通过阴柱,使水中的阴离子被阴离子树脂吸附,阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中,和氢离子化合成水,使水得到净化。工业上用于软化水的离子交换剂有磺化煤、离子交换树脂等。它们都是具有复杂结构的物质,为简便起,用NaR表示。当硬水通过装有离子交换剂的装置时,发生离子交换作用: 2NaR+Ca2+ --> CaR2+2Na+ 2NaR+Mg2+ --> MgR2+2Na+ 硬水中的Ca2+、Mg2+被离子交换剂吸附而离开溶液,因此从装置中流出的水就成为软水。离子交换剂因离子交换作用的不断进行而逐步丧失功能,因此需要在一定时间内进行再生,即用Na+把它所吸附的Ca2+、Mg2+置换出来,从而恢复它软化水的能力。 4、电渗析和超滤技术电渗析法是在外加直流电场的作用下,利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性,使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动,从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。反渗透法(超滤技术)是以压力为驱动力,提高水的压力来克服渗透压,使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质,对水的利用率可达75%以上;反渗透法产水能力大,操作简便,能有效使水净化到符合国家标准。 5、蒸馏法:只适用于制备少量无Ca2+、Mg2+的特殊用水。 6、离子膜电解法:是在离子交换树脂基础上发展起来的新技术,主要用于海水和苦咸水的淡化、工业用水和超纯水的制备。