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离子交换树脂法原理

日期:2019-12-04 来源:漂莱特网

离子交换树脂能够应用于各种水处理场景,主要还是其离子交换法原理比较适用于水处理方面,而且不会对环境及水质产水污染,产水和置换效果明显。
 
离子交换树脂法原理:
离子交换水处理是指采用离子交换剂,使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换,导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性(化学的)变化的水处理方式。在这种水处理方式中,只有阳离子参与交换反应的,称阳离子交换水处理;只有阴离子参与交换反应的,称阴离子交换水处理;既有阳离子又有阴离子参与交换反应的,称阳、阴离子交换水处理。由于原水的水质千差万别,而对出水水质的要求又多种多样,所以有许多种类型的离子交换及某组合的水处理方法,采用这些水处理方法而使原水软化、除碱和除盐。离子交换剂中参与交换反应的离子是钠离子Na+时,此方法称为钠(Na)型离子交换法,此交换剂称为钠(Na)型阳离子交换剂,相类似的,有氢(H)型离子交换法及氢(H)型阳离子交换剂等。
离子交换树脂在各领域中的应用原理:
在离子交换过程中,离子在水中(如Na+、Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)、Fe~(3+)等)。在阳离子交换树脂上与H+交换,并将水中的阳离子转移到树脂中。树脂上的H+被交换成水。水中的阴离子(如Cl-、HCO3-等)与OH-上的阴离子交换树脂交换,水中的阴离子被转移到树脂中,OH-on树脂在水中被交换。当H+与OH-结合形成水时,可实现脱盐。
 
软化树脂应用工作原理:
软化树脂的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到软化。如以Na代表钠型树脂,其交换过程如下:
2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+
2RNa+Mg2+=R2lMg+2Na+
即水通过钠离子交换器后,水中的Cat、Mg+被置换成N+。
当钠离子交换树脂失效之后,为恢复其交换能力,就要进行再生处理。再生剂为价廉货广的食盐溶液。再生过程反应如下:
R2Ca+2NaC1=2Na+CaC12R2Mg+2NaC1=2Wa+MeC12
 
电泳漆树脂的工作原理:
电泳漆树脂是通过电泳漆设备来对电泳漆质进行处理,去除水中的杂质和污染物离子,当进水通过交换器里面的树脂层时,水中的离子就会与电泳漆树脂中的阴阳离子发生置换,电泳漆树脂将电泳漆离子吸附完,流出的水就是去除钙镁离子后的电泳漆,水中的污染物主要是由离子组成的,所以通过电泳漆树脂中的离子与水中的污染物进行交换,可以将水中的杂质和污染物置换出来。随着使用的时间,树脂内部的金属离子的增加,树脂置换能力会逐渐减弱。
 
混床离子交换树脂的除盐原理:
由于阴、阳树脂是相互混合在一起,相当于众多的阴、阳床排列在一起运行,并且阴、阳离子的交换是同时进行的,据推算,一台混床约包含1000-2000组的一级复床。它与一级复床不同,一级复床除盐的阳床出水都是将原水中的盐,交换为相应的酸,而酸电离出的H+离子会影响与水中的阳离子的交换,并且还对树脂上残留的RNa型离子进行交换,使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+经过阴床后又会使出水含NaOH,同样电离出的OH+离子又对阴树脂再生残留的HSiO3型树脂进行再生,从而使阴床的出水总含有一定的SiO2。而混床则不一样,阳床置换出的H+离子和阴床置换出的OH-离子迅速发生中和反应,使反应进行的非常完全,故出水水质很好。反应式如下:
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
 
凝结水树脂原理
凝结水混床的交换原理完全同补给水处理混床。为保证出水水质和运行时间,要确保阴、阳树脂的分层和再生度。故凝结水树脂一般都采用体外再生方式进行。现在的阴、阳树脂分离装置和方法都较先进,由于能确保树脂的分离,因此,再生就较简单,不作赘述。