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工业用水处理技术
工业用水处理技术
A:
顺流再生,再生液流动方向与软化时水流方向相同;新再生液首先遇到的是CA最高树脂层,再生下来的废液中会CA浓度大,而且要穿过全部树脂层排出去,而在树脂层的最下部的树脂内还有CA没有用完,这样就浓度CA水从底部流过,势必会将这没有用完的NA也变成了R2CA,为了将底部的R2CA全部洗出来,要再多消耗再生剂。
再生结束时,底部树脂层中的树脂上有残余的CA,即有R2CA存在,而且越到下层会越多。
这样会在软化过程中,CA容易泄漏,为了保证水质,就要提前停止运行。
真正的工作交换容量就小了。
B:
逆流再生:
软化结束时,如大图所示:
再生:
新再生液从下而上,首先遇到的是有残余NA的树脂,再生得比较充分,再生向上,遇到的是R2CA成份。
越来越大的树脂层,可以充分利用剩余的再生。
因此其优点是,一再生得到工作交换容量比顺流再生高,再生剂的消耗量也少。
但是要保持逆流再生的优点,必须保持树脂层中R2CA的分布不变,如果树脂乱了层,R2CA的分布与上回变动上面的优点就无法做到。
为了使树脂在再生过程中不乱层,有在树脂上层填塑料小球,在再生前的反冲洗时,只反冲上层小球,以排除表面上载面下来的悬污染法,而下层树脂不动,反冲洗后,由下部注入再生液,进行再生。
⑶再生剂用量:
一般而言增加再生剂用量,可以提高再生程度,提高工作交换容量,但再生液用量增加会增加再生剂比耗,
顺流再生,NA型树脂:
再生剂实际比耗为理现量的2-3.5倍。
强酸性H树脂:
再生剂用量为理现值的2-5倍。
弱酸性H树脂:
再生剂用量只需要稍大于理现用量。
⑷再生剂浓度:
当再生剂用量一定时,增大再生剂浓度,可以提高再生程度,从而提高工作交换容量,再生剂浓度高到一定值时,树脂的交换容量可达到一个最高值,以后再继续提高再生剂浓度,树脂的工作交换容量反而降低。
所以再生剂浓度有了最佳范围。
强酸性NA型树脂,食盐再生液的浓度采用5-10%强酸性H型树脂,如用HCL再生,其浓度可采用5-10%
如果H2SO4再生,为防止CASO4在树脂中沉淀,一般采用1-2%浓度范围⑸再生液在交换器内的流速
流速大小反映再生剂与树脂接触的时间长短。
再生液流速低,再生程度高,流速快了,由于接触时间短,要达到同样的再生效果,再生剂用量全部增加,但流速也不宜过慢,过慢不利于交换离子的扩散。
一般为4-8米/时。
别外提出水温也可提高的再生程度。
3.固定床离子交换器的运行:
顺流再生交换器与逆流再生交换气在再生和在操作上有些差别,故分开介绍。
⑴树脂的装填
树脂颗粒应尽量均匀,不应有过多的粉粒,颗粒大小相差过大,反冲洗时,小颗粒会被冲洗出带走。
温法:
装填前先向交换器中加水,然后再装树脂。
干法:
将树脂均匀进装入交换器中,装至规定的层离后,从交换器的底部通入水至浸没树脂为止。
两者都是为了尽量减少树脂层中夹带气体。
加水总为了使树脂充分膨胀。
一般的树脂出厂就已经是NA或H型的,不用再换型,在树脂中会有一些杂质和碎的树脂,装填完毕后要进行反冲洗,然后开始运行。
⑵离子交换器的运行。
二.顺流再生交换器的运行:
由交换、反洗、再生、正洗四个步骤。
交换:
水中CA、MG与树脂上的NA或H交换,开始出水中的泄漏离子可将陈在0.035mmol/L以下,工作一定时间后(8小时以上)水质变差,当硬度达到限定值时,停止交换。
反冲:
目的洗去树脂会在交换时载面下来的杂质和破碎颗粒,同时松动树脂层。
反冲强度:
3升/平方米/秒/树脂膨胀率:
40-50%
反洗到排水混污为止,一般要15-20分钟左右。
再生:
按照设计确定再生剂,和再生衬网量和再生剂浓度,前已讲不多说。
正洗:
再生结束,要清洗再生液和再生产物,用正洗,正洗最好用转化小,如原水硬度不高也可用原水洗,正洗流速6-8M/时
洗到什么时候结束:
洗到出水的硬度合格为止。
为了省一点反洗水量和树脂的交换容量,可以在0.05就停止正洗,出水合格前一点就停止正洗要求出水。
正洗水的后期出水中含有一定再生剂,可以回收,作为下一次再生时的反洗用水。
B:
逆流再生离子交换器的运行:
逆流再生交换器的运行在大的步骤上与顺流交换器是一样的,只是在再生操作上有些区别,主要是为了防止树脂乱层。
再生操作如下:
小反冲:
从中间排水管进水,上部排水,冲洗的是上部的压实层(小球)放水:
小反冲后,放掉中间排水管以上的水;
顶压:
从顶部进压缩空气,气压:
3-5M小头,空气中不会油进再生液:
从交换器的底部进行再生液上升流速4-7M/L。
⑥逆流清洗:
停止再生后,在有顶压的情况下,用软化水逆流清洗。
V=4-7M/L,清洗到出水合格
时为止。
⑦小反洗:
停止逆流清洗和顶压。
放尽交换器内的空气。
从中向排水管进水,顶部排水进行小反洗,以
去除顶部压实层中的再生液,除尽为止。
(也可接小正冲的方式进行)
⑧正洗:
从顶部进行,底部出水,出水合格为止。
逆流再生运行10-20个周期或更多一些周期后,进行
一次大反冲以去除树脂层中的杂度和破碎颗粒。
大反洗后的第一次再生要加大再生剂用量。
㈣连续式离子交换软化设备
固定床离子交换器存在以下缺点,①交换器内的树脂层只有一部分在工作,而其他部分在等着,等全部树脂失效后再示再生。
因而利用效率低。
③预备在再生和反洗时必须停止工作。
第三,树脂交换能力的利用上不均匀。
为了克服以上缺点,发展
了连续式离子软化设备。
连续式交换设备的特点是:
树脂不是固定在一个设备内,而是分别交换,再生和清洗三个环节中不停地转移,打一枪换一地方,交换失效了马上再生,再生好了去清洗,清洗完又循环到交换岗位上工作,这样就充分利用了树脂,连续离子交换软化设备分移动床和流动床两大类:
1.移动床:
⑴三塔式移动床:
A:
流程图B:
工作过程:
交换:
底部进水,塔内树脂被水流承担起来,水流穿过树脂层进行离子交换,软化后的水从上部流出。
进水后交换塔顶部的浮球阀受水压作用,自动关闭,使塔顶贮料斗中的,已经再生和清洗好的树脂不能落下来。
落床:
当交换树脂失效后——即交换塔出水,水质到达限量指标时,停止进水,并进行排水,(不排干)。
这时交换塔顶部的浮球阀,因为推动水的浮力而打开,贮料斗中的备用树脂就落入交换塔,而原来在塔底部的失效树脂同时也就落入进水管下面的输送斗里。
这两个过程同时发生。
这个过程称落床,落床用的时间很短,2分钟左右,两次落床的时间称一个大周期,一个周期约1小时左右。
落床后继续进水进行离子交换,进水后,上部的浮球阀自动关闭。
进水管下部输送斗内的失效树脂,在水压的作用下,被输送到再生塔顶的贮料斗中。
再生:
再生塔的结构与树脂的进出方式与交换塔城体相同。
在塔内,先进快速水流,将树脂层承担起来,再进再生液,此时由于塔顶部的水压,使塔顶的浮球阀关闭,再生液由下而上到了上部经连通管,将再生废液引入贮料斗,贮料斗中的失效树脂先经再生废液的预处理,废液被再利用一次后排出。
树指是逆流向下的。
落床:
下层树脂再生完成时,停止进水和进再生液,并排水(水位下降)塔上部的浮球阀打开,贮料斗中的失效树脂溶入再生塔内,同时,塔下层的再生好的树脂落入输送斗中内。
再生水和再生液:
塔上部的浮球阀关闭,下部输送斗内的再生好的树脂在水压的作用下,被送到清洗塔的上部,两次排放再生好的树脂之间的间隔时间称一个小周期,一个小周期大约10分钟左右,若小周期组成一个大周期,与交换塔的交换周期相适应。
这种将一个交换周期的失效相脂分成几个小周期进行再生的方式称为多周期。
多周期再生,树脂层在塔内是分层与再生液接触,而且是逆流的,越到下部接触的再生液越新鲜。
这样再生充分,又充分利用再生液,降低了再生液的比耙。
缺点:
操作复杂,树脂磨损率高,且设备多。
清洗塔;再生塔送来的树脂在清洗塔内逆流清洗,洗后的树脂借助水质差,连续断地流入交换塔上方的贮料斗。
⑵双塔与单塔移动床离子交换设备:
以三塔式的基础上,将再生塔和清洗塔会并成为再生清洗塔,那么整个系统便成为双塔式移动床了。
见右图:
单塔:
将再生清洗塔再罗列再生塔之上就成了单塔移动床了。
双塔和单塔移动床中的再生都是单周期的。
即变换塔一周期的树脂用量,也是再生塔一个周期的再生量,其周期相同。
移动床的优点:
是树脂利用率高。
缺点是:
操作比较复杂,三塔式设备多。
2.流动床:
流动床系统中,树脂是不断流动中,完成离子交换、再生、清洗过程的。
在流动床中没
有周期和“起床”和“落床”的工序了。
⑴.动式流动床
A:
流程图:
由交换池和再生清洗塔组成;B:
流程
离子交换:
原水由池底经花管配水向上,而树脂没上部向下池中有三层孔板相隔,为使树脂和水流均匀分配,且孔板上的孔是锥形的,孔与高有比水略重的锥形塞,工作时靠上升的水流顶开。
停止工作时塞子将孔盖住,不让树脂下满。
再生:
树脂进塔座,由上向下,中间有十块孔板,主要是为均匀存水和树脂再生好的树脂,靠两塔之间的水位差流回交换池。
⑵压力式流动床。
移动床和流动床虽然克服了固定床的缺点,但它们对水质变化的适应能力差,树脂川流不息磨损大,要求自动化程度高,管理复杂。
推广受限制尚待进一步研究改进开发。
第四章水的除盐与咸水淡化
高压锅炉的补水和某些电子工业的用水要求很高,安纯水不含盐,这就需要对进行除盐处理。
去除水中的盐有多种途径。
其中最好彻底的是离子交换清。
其他的方法有电渗析法,反渗透法,蒸镏水法等,但除盐率远不如离子交换法,下面进行讨论。
一.离子交换除盐离子交换除盐的原理是:
将原水径H型阳离子交换,除去水中所有的阳离子,水中留下的为H与阴离子。
再将这种水经过OH型离子交换树脂结合,而OH进入水中,OH和原来水中的H结合生成H20,水中的阴、阳离子都去除了,也就是除了水中的盐了。
H型阳树脂,在软化中已有介绍,下面介绍一下OH型阴树脂。
㈠阴离子交换树脂的特性:
1.强碱性阴树指的特性:
①能与各种阴离子进行交换
ROH+H2XO4——RHSO4+H2O—————⑴2ROH+H2SO4——R2SO4+2H2O―――――⑵ROH+HCL——RCL+H2O————.⑶ROH+H2CO3——RHCO3+H2O———⑷ROH+H2SIO3———RHSIO3+H2O——⑸
⑴和⑵是同时进行的,如果树脂上的OH与主要的⑵式反应占优势。
当水中的H2SO4浓度超过了树指中的OH浓度,则反应式为主要的。
因此,在交换点开始运行时,ROH+H2SO4+H20是树指全成了,R2S04RG,再与H2SO4进行交换时,就在R2S04+H2SO4——2RHSO4
强碱性阴树脂对水中的阴离子交换的选择性各有不同,一般为:
SO4>NO3>C1>OH>F>HCO3>HSIO3
强碱性OH型树指对去除弱酸阴离子比较难,最难去除的是HSIO3
硝酸在天然水中很少存在,则是和SO4、CI、CO3混合在一起,在开始交换时,水中阴离子都与比强碱树脂进行交换,水中硅酸根也有所降低。
随着树脂的逐渐饱和,对硅酸根的交换能力下降,甚至已被树脂交换上去的硅酸根也会被置换下来。
在酸性水中硅酸化合特以H2SIO3的形式存在,交换生成RHSIO3+H2O,ROH+H2SIO3——RHSIO3+H2O
有利于反应式向右进行。
当水中酸性不够,H离子交换器有NA泄漏时,硅酸根常常会以NAHSIIO3形式存在,此时交换的情况如下:
ROH+NAHSIL3可逆RHSIO3+NAOH
生成物中的OH对树脂的交换能力大于HSIO3,反应向左进行。
因此要除硅酸,必需先径强酸性H离子树脂,使水中各种盐都转成酸,在酸性条件下,用强碱性OH型阴树脂才能有较好的除硅效果。
②强碱性阴树脂的再生:
一般只纯用NAOH再生,其溶液浓度为5—8%,并加热到49摄氏度。
再生液的剂量应为350%,再生液流速应放慢,2床体积/小时。
再生要彻底,才能提高除硅能力。
再生的反应式:
③强碱性阴树脂正洗,正洗是用阳离子树脂交换的出水,分两步。
第一步洗到出水的总溶解固体等于进水的总溶解固体。
为此,洗后水排除。
第二步,正洗水可以回收,作为阳离子交换的进水,正洗到什么时候
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第一章锅炉水处理
一、水中杂质与水质指标1、水中杂质:
自然界的水中都有杂质,他们以三种形态出现:
(1)粗分散相:
以0.1mm以上的颗粒分散于水中,在静水中大颗粒可以下沉,小颗粒可以悬浮在水中。
我们称为悬浮物,可用滤纸滤掉。
(2)胶体物质:
以0.1mm—0.001mm的颗粒尺寸分散于水中。
它们的分子大,是许多分子集合成的个
体。
它们互相使带电荷的,在水中是不沉淀的,稳定。
也能用滤纸滤掉。
(3)真溶液:
以分子大小的形态分散在水中(尺寸在0.001mm以下),主要是钙、镁、钾、钠等盐类一
级气体(氧气、二氧化碳、氮气等),有时还有些酸、碱及有机物。
盐类中的金属原子大都形成阳离子的有Ca、Mg、Na、K、NH,阴离子有Cl、SO2、NO3、CO3、HCO3
2、水质指标分单指标和技术指标单指标:
单指哪一种物质或离子的含量。
技术指标:
是以某种共同的特性为指标来表示一群杂质的含量。
属这类技术指标有:
(1)浊度:
以悬浮物在水中会造成水的浑浊。
通过特征来表示悬浮物的含量多少。
它是一个光学指标,
用来间接反映水中悬浮物的含量:
1mg/t的高岺土在水中形成的浊度为一度。
(2)耗氧量:
是反映水中有机物多少的指标。
有机物种类繁多,不便一一测定其种类和数量(用一简
单的耗氧量来表示)。
即如果将有机物用氧化剂将其氧化成无机物,折算成它所消耗的氧用来表示有机物的多少。
由于氧化剂有强弱之分,氧化有机物会有氧化完全与否的差异,在给出耗氧量这个指标时,要表明所用的氧化剂。
一般有:
高锰酸钾法和重铬酸钾法之分。
后者的氧化力强,在测出的结果上会高出高锰酸钾法。
反映有机物的指标还有一个叫灼烧碱重,即水中悬浮物经过过滤滤除后进行干燥、将残留物在800摄氏度下灼烧,烧余量近似为含盐量。
失重为有机物。
该法不能准确反映有机物。
(3)硬度:
能产生水垢的水称有硬度的水,硬度是表示成垢物质多少的指标。
使锅炉结垢的主要盐是:
钙盐与镁盐。
它们主要分两种形式存在于水中。
钙镁的重碳酸盐和碳酸盐Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2,MgCO3。
由于他们会在水温升高到100摄氏度后分解形成沉淀,称其为暂时硬度。
钙镁的其他盐类如CaCl2、MgCl2、CaSiO3。
硬度的单位有用德国度的,1德国度=10mg/e(CaO),用mm01/L(1/2CaO),1mm01/LCaO=28mg/eCaO=2.8度。
(4)碱度:
凡是能与酸反应的物质都呈碱性。
碱度是指碱性物质的多少。
也即能与多少酸产生中和的
数量。
有三种主要碱度:
氢氧根碱度、碳酸根碱度、重碳酸根碱度
其他如磷酸根、碳酸根也呈碱性,由于水中含量很少,一般研究水质和水处理时忽略不计。
测定碱度是用已知浓度的酸去滴定的,用的指示剂有两种酚酞和甲基橙。
用酚酞作指示剂只纯测出以下两个反应式:
OH-+H+H2O、CO32-H+HCO3
酚酞由红色到反应终点呈无色,此时的碱度称酚酞碱度,此时水中的PH值为8.3
再向下滴定,要用甲基橙为指示剂。
加指示剂后水呈黄色,用碱滴定,到终点,水呈红色,其PH值为4.2。
两次滴定所消耗的酸的总量计算出来的碱度称全碱度。
如不测酚酞碱度,直接用甲基橙作指示剂测出全碱度,故全碱度又称全、。
碱度的单位用mmol/e,可以根据OH碱度、CO32-和HCO3-碱度的含量计算出它们的mg/e。
水中氢氧根碱度与重碳酸根碱度不能同时存在,因为他们会产生如下反应:
HCO3-+OH-H2O+CO32-
(5)含盐量:
水中全部阴离子和阳离子的总和。
用全化学分析测定比较繁琐。
近似的表示含盐量可用
灼烧余量表示,但不精确。
因为灼烧后有机物烧掉了,但还有烧余的碳,氧化物试验,在灼烧中一部分挥发了,碳酸盐的一部分会分解。
电导平常用来作含氧量的指标,水中含盐与电导率成比例关系,可以用来大致推断总溶解物质的含量。
单位:
mg/e
(6)溶解固形物:
又称蒸发残渣。
取滤过的澄清水,在105摄氏度烘箱内干燥后的残留物,是含盐量
和有机物含量的总和,如果水中有机物很少,可以用溶解固形物代替含盐量。
在低压锅炉的水质标准中就半固溶解固形物作指标,而不是单用含盐量。
(7)全固形物:
水不经过滤,而测得的蒸发残渣,它是含盐量、有机物、悬浮物的总和。
3、硬度与监督的关系
钙镁盐碱度与钠盐碱度
(1)水中碱度都是OH-、CO32-、HCO3-的盐类,根据它们与不同的阳离子结合可将其分成钙镁盐
碱度与钠盐碱度:
总碱度=钙镁盐碱度+钠盐碱度
(2)硬度与碱度的关系:
水中暂时硬度,就是碳酸硬度Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2,他们也是钙镁盐碱度。
水中的永久硬度与钠盐碱度,能发生反应而生成沉淀,因此,他们不能在水中同时存在。
钠
盐碱度有消除永久硬度的能力,故称“负硬度”。
综上所述:
水中硬度与碱度必定遵从以下三条规律:
a、暂时硬度就是钙镁盐碱度
b、氢氧根碱度不能与重碳酸根碱度同时存在。
c、永久硬度不能与钠盐碱度同时存在。
根据上述三条规律,我们只要知道水样的总碱度和总硬度,就可计算出水中的暂时硬度、永
久硬度和“负硬度”。
H—总硬度、M—总碱度
若H>M,永久硬度=总硬度-总碱度、暂时硬度=碱度、负硬度=0若H=M,永久硬度=0、碱度为钙镁盐碱度
若H二、水中杂质对锅炉的危害
1、沉积物:
水中杂质会在锅炉内形成沉积物。
它有两种形态,一种是牢固的粘着在金属表面的,称为水
垢(结垢)为盐类的结晶;另一种是以半分散的颗粒沉积,可以随水流动,称为泥渣,这种泥渣可以通过排污排除。
锅炉中的沉积物以水垢的危害最大,他们附着在锅炉管壁,导热性能差(只有金属壁的1/30-1/50),会引起金属表面温度过高,使金属变软,导致强度降低,脱离以致破裂。
而且由于导热差,要达到同样的火力燃料消耗增大。
水垢过厚,还会引起管道堵塞。
在水中有油时,还会生成油垢。
水中的悬浮杂质也会在沉积物中出现。
2、腐蚀:
水中杂质会引起锅炉的金属本体产生腐蚀,如水中的氧气、氨。
氨溶液以及溶解氧可引起铜及
铜合金的腐蚀。
苛性脆化:
低碳钢、不锈钢和合金钢在拉应力超过属服点同时又在浓苛性钠溶液的接触条件下,会产生钢材的结晶颗粒边界发生脆化破裂。
腐蚀和苛性脆化都是会减低锅炉的使用寿命,甚至是发生破坏。
腐蚀产生物混入水中,是水中杂度增加,加剧受热器上的结垢。
高价铁的水垢会引起垢下腐蚀。
3、发沫或汽水共腾的危害。
锅水不断浓缩,含盐量及碱度不断增高,达到一定值后,就容易在锅筒上部蒸发及产生泡沫、称为发沫,尤以水中有悬浮微粒、油及有机物时发沫现象更易发生。
发沫严重时,可以使锅筒汽水不分,成为蒸汽和水泡沫的混合体,这种现象称汽水共腾。
发沫或汽水共腾的危害是:
(1)蒸汽把泡沫带走,也就带走了水,水中的杂质浓度大,会造成过热、总管路积盐甚至堵塞。
或者在汽轮机、热交换器中积盐。
(2)会使水位显示不准,影响安全运行。
(3)是过热器中过热温度下降。
三、锅炉给水及过水的水质标准
1、标准的制订原则:
为了防止锅炉由于结垢、腐蚀或发沫而影响锅炉的安全、经济运行,因此对锅炉给
水及锅谁都要求达到一定的标准。
它与锅炉的种类和构造(如水管、火管锅炉、有无水冷壁、锅炉的压力高低),用户类别和要求有关(发电还是工业用气、工业用气是直接加热还是间接加热)。
常考虑的指标为硬度、含氧量、PH值、含油量。
它的指导思想是:
(1)要保证锅炉安全、正常运行,在正常使用年限内,锅炉不因腐蚀过于强烈引起强度损失过大
而不安全或腐蚀产物过多使运行产生故障。
(2)全局考虑安全员经济的问题,既要安全也经济合理。
(3)全局考虑给水标准中各项指标的制约关系。
(4)制定锅水标准时,常常根据锅水中碱度、含盐量氧根浓度对蒸汽品质的影响。
通过试验来确
定各项指标。
锅水浓度增加蒸汽质量也逐渐下降,当锅水浓度达到某一浓度时,蒸汽质量会急剧下降,这种突然恶化的转折点称“蒸汽恶化临界点”常常将它的锅水浓度降低25%作为过水的控制“标准”2、工业锅炉给水及锅水标准
国家标准局1979年批准了国际《低压锅炉水质标准》,1985年进行了修订,1991、96、01年都进行了修订。
本次使用2001年修订的标准,规定了工业锅炉进行时的水质要求。
锅炉方设计时应根据锅炉的参数、用途及水质选择运用的处理方法,并配备适当的水处理设备。
标准适用于额定出口蒸汽压力的以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉,也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。
(1)蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水常用锅外化学处理时的水质标准。
(2)额定蒸发量锅内加药处理,但必须对结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药排污清洗工作。
(3)承压热水锅炉
给水应进行锅外处理
对额定功率Q小于等于4.2mw水管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉,可采用锅内加药处理,但必须对结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药工作。
(4)直流锅炉给水应采用锅外处理。
蒸汽压为1.6MPa(6)水质标准中的水质指标必须结合具体的锅炉运行条件进行控制。
以保证控制住锅炉的结垢,
腐蚀及汽水共腾及发沫。
为了控制锅炉给水的水质,并积累锅炉实际运行效果的相关资料,必须进行经常性的水质分析工作。
水质分析项目和精度随锅炉压力高低而不同。
对高压锅炉,油于是用纯水做给水,对于给水及过水水
离子交换反应是两个不同相中进行的,但它同样也服从当量和质量作用定律,并且也是可逆的。
以强酸性阳离子树脂RH对水中的NA+进行的交换为例:
9.离子交换的速度:
离子交换过程可分五步:
①水中的CA向树脂表面扩散并通过树脂表面的水膜。
②通过水膜的CA继续在树脂孔隙中扩散,直到到达某一交换基因的位置。
③CA与树脂上的交换基因接触,和NA交换位置。
④被交换下来的NA在树脂颗粒的孔隙内向颗粒表面扩散。
⑤NA扩散至颗粒表面,并通过边界水膜,进入水中,再向水中扩散。
第三步树脂上的离子与水中离的交换是离子间的反应,速度很快,第一步,第五步、第二步和第四步是扩散进程,速度慢,一般认为受①树脂本身的交联度②水中离子浓度③水的流速④树脂大小⑤水温等的影响⑥交换基因的性质等。
㈡水的离子交换软化
1.阳离交换树脂的交换特性:
有三种类型的阳离子树脂可进行软化⑴钠型树脂的交换:
其反应式如下:
从上述反应式可以看出,原水经NA型树脂软化后,水中的CA、MG离子被等量的NA代替,CA型树脂不仅能去除碳酸盐硬度,还能去除非碳酸盐硬度。
离子交换后在水中的生成物除了少量残面的钙镁离子外,其余都转化成了钠盐,由于钠盐的溶解度都很大,且随着温度的提高,溶解度升高,这样的水就不会出现结垢现象了,达到软化的目的。
⑵.强酸性H型树脂的离子交换
同样与MG盐也有上述类似反应的再重复。
上述各反应说明①强度性H型树脂的离子交换可去除碳酸盐硬度,而且在去除了HCO形成的碱度。
②.同时强酸性H型离子交换树脂,也能去除非碳酸盐硬度,其生成特是为稀酸溶液。
③.强酸性H型树脂,还与水中的NA反应,生成酸,但这部分交换反应不起软化作用。
⑶.弱酸性H树脂的交换特性
目前应用得比较广泛的弱酸性H型树脂是丙烯酸型,它的交换基因是羚酸基(-COOH)弱酸性树脂的离解度
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