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1、第三节 离子交换水处理的基本原理,什么是离子交换？离子交换就是水与交换剂作为交换的双方，水中的离子给了 交换剂；交换剂上的离子给了水。当交换剂给出的离子是钠离子时就称为 钠离交换 当交换剂给出的离子是氢离子时就称为 氢离子交换,离子交换水处理的方法：1.钠离子交换法 2.钠离子交换软化加酸法 3.部分钠离子交换法 4.氢离子交换法 5.氢钠离子交换法 6.氯钠离子交换法 7.氨钠离子交换法,一 离子交换反应 1.钠离子交换法 当原水通过钠离子交换剂层时，水中的Ca2+.及 Mg2+与交换剂中的Na+进行交换，使被处理的 水的硬度降低到符合国家标准，这就是钠离子 交换法。,（1）钠离子交换化学反
2、应方程式：与水中钙镁离子的反应如下：Ca2+2NaR 2Na+CaR Mg2+2NaR 2Na+MgR式中：NaR_ 表示 钠离子交换剂 Na_ 表示交换剂中的交换离子 R_ 表示交换离子以外的母体部分,（2）钠离子交换的特点 a.可以降低或消除水中的硬度。b.处理后的水中碱度不变。c.含盐量有所增加。d.钠离子交换过程是按层次进行的。e.钠离子交换是一种可逆化学反应。,2.部分钠离子交换法 什么是部分钠离子交换法？把一部分经过钠离子交换器出来的水，和一部分原水 混合后作为锅炉的给水送人锅炉。由于只有一部分水 源水经过钠离子交换，所以这样的水处理系统称为部 分钠离子交换法。,部分钠离子交换法的
3、适用范围：（1）只有在允许进行锅内水处理的锅炉中 方可采用。（2）供水压力，供水量和水源水质相应比较 稳定的原水可采用此方法。,部分钠离子交换法的优点（1）可以降低锅水碱度，减少锅炉排污率。（2）需要的软化水量少了，降低投资数额。部分钠离子交换法的缺点：部分钠离子交换法和锅内水处理一样，不能 完全防止锅内結生水垢。,3.氢离子交换法（1）氢离子交换法的原理 什么是氢离子交换法？氢离子交换法是以交换剂上的氢离子 与水中的钙镁等阳离子进行交换，这 过程称为氢离子交换法。氢离子交换的化学反应式如下：Caco3+2HR=H2O+CO2+CaR Mg(HCO3)2+2HR=2H2O+2CO3+MgR2,
4、(2)再生过程 用盐酸作再生剂器化学反应式如下：CaR+HCl HR+CaCl2 MgR+HCl HR+MgCl2 A.再生剂的选择及优缺点 A1.用盐酸作再生剂 优点是：操作简单，再生后树脂的交换容量比较高。缺点是：用量大腐蚀性强，运输困难，配酸系统的 防腐要求比较高。,A2用硫酸作再生剂 优点是：用量小，运输贮存比较方便配酸系统 比较简单。缺点是：再生后树脂的工作交换容量低，再生 到操作过程比较复杂。,（3）氢离子交换的特点(A）氢离子交换处理以后的水，不再含有碳酸盐 和氢氧化物，在除去水中硬度的同时，原水 中的碱度也随之降低。(b)水中的非碳酸盐被酸所取代，故水呈酸性。（c)经氢离子交换
5、处理后的水虽然原水中部分阴 离子在交换过程中并不改变，然而重碳酸根 生成了碳酸盐，通过脱气而去除，故可以起 到除盐的作用。（d)由于氢离子交换的水酸度偏高，因此不能直 作为锅炉的给水，必须与其它方法配合使用。,三。交换器内树脂的交换过程 钠离子交换过程是按 层次进行的,失效层,工作层,尚未工作层,原水,入口,软化水出口,影响工作层厚度的因素：1.水通过离子交换器的速越大，工作层越厚。2 进水中要除去的离子浓度和交换后水中残留浓度的比值越大，工作层越厚。3.离子交换剂的颗粒越大，工作层越厚。,三.离子交换树脂的再生 再生的目的使失效的离子交换树脂恢复其交换能力。再生的方法1.动态再生 2.静态再
6、生 A 动态再生是指将一定浓度，一定量的再生液按一定的流速 注入交换器让其通过交换剂层，边注入边排放。b 静态再生是把一定浓度，一定量的再生液注入交换器内浸泡 一定的时间然后将其排放掉。1.再生方式（1）顺流再生（2）逆流再生,a.顺流再生：再生时，再生液的水流 方向与交换过程的水流方向 相同。,交换时的水流方向,再生时的水流方向,原水,再生液,软化水,废再生液,B.逆流再生：再生时，再生液 的水流方向与交换过程的原水水流方向相反。,交换时水流方向,再生时水流方向,原水,再生液,排废再生液,软水出口,2.再生剂的用量 对于普通顺流再生的钠型交换器，再生剂的实际用量是理论的23倍。3.再生剂的浓度 a 再生钠离子交换剂时，采用氯化钠溶液作为再生剂时，其浓度为810%b.再生强酸性阳离子交换剂时若采用盐酸作再生剂时，其浓度为510%4.再生流速（1）什么是再生流速？单位面积单位时间通过再生液的流量称为再生流速。（2）最佳再生流速应该是：35m/h.,5.再生剂的纯度 我国工业食盐标准（QB34464）指标名称 规 定 等 级（%）优级 一等 二等 三等 氯化钠不少于 93908580水溶物不多于 0.40.50.651水溶性杂质不多于1.62.54.355.2水分不多于 571013.8,6.再生液的温度,采用氯化钠作再生剂其再生液的温度控制在4050为好。,
