第十二章 离子交换

1、2 离子交换树脂1） 分类3含水率 树脂的含水率以每克树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分比（约50%） 树脂的含水率相应地反映了树脂网架中的孔隙率4溶胀性 干树脂+水湿树脂 体积胀大 绝对溶胀度选择系数大于1，说明该树脂对B+的亲合力大与对A+的亲合力，即有利于进行离子交换反应。 选择系数用离子浓度分率表示： 膜扩散和孔道扩散何者影响最大？何者为控制步？ 慢者控制离子交换反应的速度(1) 浓度：浓度大于0.1mol/l时，孔道扩散为控制步浓度小于0.003mol/l时，膜扩散成为控制步介于中间则取决于具体情况(2) 流速或搅拌速率： 大，则水膜薄膜扩散快但孔隙扩散基本不受影响(3) 树脂粒径

2、：膜扩散，速度与粒径成反比孔道扩散，速度与粒径次方成反比(4) 交联度：交联度对于孔道扩散影响比对膜扩散更为显 著钠离子交换器顺流、逆流再生盐耗量和出水水质钠离子交换器顺流、逆流再生盐耗量和出水水质CO2具有腐蚀性，并增加强碱树脂负荷，且一般为H床后 ：2构造和计算： 1） 构造：求F瓷环面积（1）求体积V VF/E（）风量 2030 m3/ m3（水） 瓷环阻力0.30.5 KPam，据风量，风压选风机 其它局部阻力0.4 KPa 结论： K解析系数，温度高则其值大，CO2溶解度低，冬天鼓热风 水封高度大于风压 进风口高于水面距离25cm，伸入内壁，防止水溅入风口 通风管有一定坡向水面的坡度

3、 防止出水管不通，使水漫入鼓风机 设备防腐 当清洗水排水溶解固体等于进水总溶解固体时，将清洗水循环回收。清洗水回收，刚洗好，就是因为树脂受到污染RCOONa+ H2ORCOOH+NaOH（刚开始出水时，电导率会增加，所以需连续清洗，知道出水达到要求，这就是清洗水回收阶段）6）除Si求： 出水呈酸性； 进水漏钠量低； 再生条件高，提高温度至（40-500C）有利于再生的进行。事实上脱气放在后面是因为采用NaCO3，NaHCO3再生时会产生CO2气体，否则采用NaOH再生时可放在前面后面都行。 出水呈酸性 66.8 . 不能除Si . 电阻率 5104达不到脱盐的标准适合于原水强酸阴离子含量较大

4、H2SO4 弱碱用于去除强酸阴离子 HCl 强碱用于去除Si SiO32- 采用串联再生法，用NaOH再生，可适当提高温度。步骤：1、反洗分层 2、阴树脂再生 3、阴树脂正洗 4、阳树脂再生 5、阳树脂清洗 6、混合 7、最后正洗至PH7，电阻率大于5105cm，即可运行。 3). 高纯水制备与终端处理： 强酸脱气强碱混合床系统 使用前终端处理有：紫外线，精制混床，超滤。3.氢型精处理器：强酸脱气强碱强酸能彻底去除Na，出水水质好，流速高 100m/h不能除Si，因而只有复床出水水质达到规定要求时，取代混合床提纯水质。4.离子交换双层床： 阳离子交换双层床阴离子交换双层床 1) 阳离子交换双层

5、床采用逆流再生，耗酸量相当于全部是阳树脂来说从3倍降到1.1倍理论值。 适应于：原水硬度=碱度的水，或硬度略大于碱度的水。 2) 阴离子交换双层床（1）. 逆流再生，碱耗量低，理论值的1.1倍。强碱是理论值的34倍（2）. 交换容量提高，出水量增加。（3）.适应的含盐量范围可提高。（4）.出水水质好。 缺点：要求再生条件严格，否则会出现如下现象，大量胶体硅（甚至胶冻）聚积在弱碱树脂上，使出水水质严重恶化。 原因：再生时：下层强碱树脂：在NaOH存在的情况下，以Na2SiO3，Na2CO3存在。 2R-NH3Cl + Na2SiO3 2R-NH3OH+2NaCl+H2SiO3 2R-NH3Cl

6、+ Na2CO3 2R-NH3OH+2NaCl+H2CO3 从而使PH值下降，出现大量H2SiO3, 从而析出胶体硅,粘附在弱碱树脂上,故对再生条件要求严格.立即再生, 否则强碱性树脂硅酸发生聚合,会污染强碱性树脂加热再生,400碱液 (避免产生胶体硅,降低出水硅含量)先低浓度后高浓度 1%3%碱液或(2% 快慢) 思考题思考题1、与顺流再生相比，逆流再生为何能使离子交换出水水质显著提高？2、实现逆流再生的关键是什么？3、为什么说在HtHc的条件下，经H离子交换（到硬度开始泄漏）的周期出水平均强酸酸度在数值上与原水Hn相当？此时HNa离子交换系统的QH和QNa表达式为何？若原水碱度大于硬度，情况又是如何？4、在离子交换除盐系统中，阳床、阴床、混合床和除二氧化碳器的前后位置的布置应如何考虑？试说明理由。 3、在固定床逆流再生中，用工业盐酸再生强酸阳离子交换树脂。若工业盐酸中HCl含量为31%，而HCl含量为3%，试估算强酸树脂的极限再生度4、试说明离子交换混合