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17离子交换原理

发布时间:2021-03-20 09:35:11

离子交换树脂的保存方法

离子交换树脂防脱水:

离子交换树脂里面含有一定的水分,离子交换树脂中的水分非常的重要,如果离子交换树脂脱水,离子交换树脂在重新湿润时可能会爆裂或破碎,那我们应该如何防止树脂脱水,防止树脂脱水的措施有以下几点:

1. 如果离子交换树脂暂时不使用,最好不要将打开树脂的包装,让树脂保持在密封的状态。

2. 不能将离子交换树脂储存在能够被太阳直射的区域,防止树脂被晒干。

3. 离子交换树脂的储存温度不能高于40摄氏度。

4. 如果需要储存很长的时间,就需要定期的检查树脂的包装是否完好,有没有被打开过,如果有包装破损了,要及时的封口并贴上标签,防止树脂脱水。

5. 离子交换树脂使用了一段时间后,如果需要停止使用,在树脂停止使用的期间,要用浓度为10%食盐水浸泡树脂,防止树脂脱水。

离子交换树脂防冻:

离子交换树脂内含有水分,在温度低于0摄氏度之后,可能会发生冻结,导致离子交换树脂损坏,防止离子交换树脂冻结的措施有以下几点:

1. 当温度在0摄氏度以下时,应该做好离子交换树脂的保温措施,可以将离子交换树脂储存在不同浓度的食盐水中,防止冻结。

2. 如果温度在-17摄氏度以下,可以用水和乙二醇适当比例的混合液,完全浸泡离子交换树脂。

3. 如果离子交换树脂已经冻结,只能把离子交换树脂移动到温度稍微高一点的地方,让其缓慢自然解冻,不能使用其他方法,以免离子交换树脂受到热损伤,冻结的离子交换树脂袋要轻拿轻放,以免离子交换树脂受到机械损伤。

离子交换树脂防微生物:

离子交换树脂使用时间长了,可能会生长一定的微生物,会造成流量、水质和处理能力方面的问题,防止微生物生长的措施有以下几点:

1. 对树脂进行反洗,去除碎片以及悬浮的污染物。

2. 如果离子交换树脂被有机物污染了,可以使用碱性盐清洁树脂,对有机物进行清除。

3. 在重新启动设备之前,可以通过对树脂床进行消毒的方式,防止微生物的生长。

㈡ 离子交换树脂的问题

树脂在未使用之前,可能会含有一定的杂质,当树脂使用的时候,杂质也会随着树脂一起进入溶液中,影响产水的水质,严重可能会导致树脂失效,为了防止这些有机物和无机的杂质影响出水质量效率,因此对新树脂要进行预处理。还可以考虑在离子交换树脂后,再加混床树脂,如果要求达到18兆欧,可以使用抛光树脂。


树脂预处理的方法有哪些?1.对出厂很久的离子交换树脂,需要用饱和食盐浸泡处理,处理后冲洗至清,再进行再生。2.弱碱树脂预处理,将树脂用温水浸泡4-8小时后,用水洗至PH=6再用,2-4%氢氧化钠浸泡4-8小时,用水洗至中性,待用。3.应用于医药、食品行业的树脂,预处理最好先用乙醇浸泡,而后再用酸碱进行交替处理,大量清水淋洗至中性待用。4.预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱,决定于使用时所要求的离子型式。5.为了保证所要求的离子型式的彻底转换,所用的酸、碱应是过量的。6.各种树脂因品种、用途不一,预处理的方法也有区别,预处理时的酸碱浓度及接触时间等,可具体参考各型号树脂的介绍。


预处理有哪些注意事项?

1.预处理时的用水必须使用干净的水,一般使用除盐水或者软化水,因为如果使用生活用水清洗树脂,生活用水中含有一定的污染物,这些污染物也会对树脂造成污染,树脂的预处理就没有意义了,而且阴树脂非常容易被污染。

2.预处理浸泡时,使用的液体体积一般是树脂体积的两倍,防止树脂浸泡不完全的情况出现,也必须要使用干净的水。

3.如果是小型制水制备,树脂可以不用进行预处理,直接使用再生制水,使用2倍的再生剂,对树脂进行再生,然后用干净的水清洗树脂就可以了。

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㈢ 离子交换法在废水处理中有哪些应用

在废水处理中,离子交换法可用于去除废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,或为了实现水资源的重复利用。主要用于处理电镀废水,如镀铬废水、镀镍废水、镀镉废水、镀金废水、镀银废水、镀锌废水、镀铜废水及含氰废水等,在胶片洗印废水中回收银、CD-2、CD-3等贵重化学药品,还可用于其他含铬废水、含镍废水和含汞废水、放射性废水的处理。
每升含铬数十至数百毫克的电镀废水首先经过过滤去除悬浮物,再经阳离子交换器除去金属离子,然后进入阴离子交换器除去Cr2O7-和Cr2O4- ,出水六价铬的含量小于0.5mg/L,还可作为清洗水循环使用。阴树脂用12%NaOH再生后,再生液含铬可高达17g/L,将此再生液H型阳离子交换器使Na2CrO4 转变成铬酸,再经蒸发浓缩7~8倍后,可返回电镀槽重新使用。
离子交换法处理电镀废水,第一个阳离子交换器的作用有两个,一是除去金属离子及杂质,减少对阴树脂的污染,因为重金属对树脂的氧化分解能起催化作用;二是降低pH值,使六价格以Cr2O7- 存在,因为阴树脂Cr2O7- 的选择性大于Cr2O4- 和其他阴离子的选择性,而且交换一个Cr2O7- 除去两个Cr6+,面交换一个Cr2O4- 只能除去一个Cr6+。由于Cr2O7- 是强氧化剂,容易引起树脂的氧化性破坏,因此一定要选用化学稳定性较好的强碱性树脂
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㈣ 什么是离子交换树脂的转型

离子交换树脂来转型有什么好处?

1、方便自运输,有效的减少运输时树脂被污染的可能。

2、可以避免PH值下降,不会出现副作用,且可用盐水再生。

3、能够更好、更快的对水中的离子进行吸附,使效率加快。

4、不会释放出强酸性的离子,不需要使用其他物质将强酸性的离子进行置换。

离子交换树脂能够转为哪些类型?

1、阳离子树脂可以使用氯化钠,进行转化成为钠型树脂,可以更好的对水中的钙镁等离子进行吸附,且树脂反应时不会释放出氢离子,再生时不需要使用强酸,而是使用食盐水进行再生,更加的安全。

2、阴离子交换树脂可以转化为氯型树脂,也可以转变为碳酸氢型,在工作时可以更好的将阴离子吸附,而且不再具有强碱性,但是却仍然具有离解性强和工作的pH范围宽广等能力。

3、树脂还可以使用氯化氢(HCl)转化,将树脂转化成为氢型树脂,其官能团中含有大量的氢离子,氢型树脂的大小一般在0.3-1.2mm之间,主要的作用就是将硬水软化,硬水中含有大量的钙、镁等离子,氢型树脂中的氢离子能够有效的将这些离子吸附、替换,将硬水软化成为软水,氢型树脂能够和纳型树脂相互转换。

㈤ 什么是离子交换吸附剂

离子交换,就是将溶液中的离子与某一物质发生反应,溶液中的离子结合到物质上,回而原物答质上的离子进入溶液。
1、同一溶液中的离子交换:
Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl
可以认为硫酸根和氯离子相互交换阳离子,当然也可以说,钠离子和钡离子相互交换阴离子。
2、不同液体中的交换(化学萃取):
H2[ZnCl4] + 2RNH3Cl = (RNH3)2[ZnCl4] + 2HCl
R = 长碳链烃基
3、溶液和固体中的交换:
1) NaAl11O17 + K(+) = KAl11O17 + Na(+)
2) Ca(2+) + 2HO3S-R = Ca(O3S-R)2 + 2H(+)
1)为无机固体离子交换材料与溶液中的离子交换;
2)为离子交换树脂与溶液中的离子交换
通常所说的离子交换是指2和3两种情况,尤其以3中的2)这种离子交换为主。

㈥ 锅炉用水用的是什么离子交换树脂

锅炉补给水对水质有什么要求(是什么水):

1.锅炉补给水需经过软化处专理后使用,这是因为水中含有属钙镁等硬度离子,若是不去除硬度离子就会在锅炉内壁形成水垢

2.在锅炉加热的过程中,水中的钙镁离子会结合其他离子形成沉淀析出,附着在管路或者锅炉内壁。若是长时间不清理会有安全隐患。所以一般要先对补给水提前进行软化。

3.我们把水中钙离子、镁离子的含量的多少有硬度来表示,硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水。所以锅炉补给对水质的要求产水电导率小于0.2us/cm,硬度约等于0,SiO2小于20ug/L。


锅炉补给水处理用什么树脂:

现在已经知道锅炉补给水是需要软化水的,那么锅炉补给水处理用什么树脂就很明了了。可以用软化水树脂。

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㈦ 有人说在水处理行业中、有一种设施叫EDI,请问它对设备起到什么作用

EDI技术可以用来代替传统的混床离子交换树脂来制取纯水或超纯水,与混专床不同的是EDI淡水室隔属板中填充的离子交换树脂在工作时能够自动获得再生而不会饱和,不需要化学再生,从而使产水程度及出水水质非常稳定。除此之外,EDI技术还具有很多优点,比如可以不间断的出水,再生过程无需酸碱试剂,并且可以做到无人看管的全自动运行装置。

㈧ 离子交换树脂的贮存及需要注意的事项有哪些

离子交换树脂的贮存:

  1. 离子交换树脂不能露天存放,不能放在暴晒的地方,存放处的温度为5-40°C,避免过冷或过热造成树脂被冻裂或加速微生物繁殖而影响产品质量,降低产品性能。

  2. 当存放处温度稍低于0°C时,应向包装袋内加入澄清的饱和食盐水、浸泡树脂。此外,当存放处温度过高时,不但使树脂易于脱水,还会加速阴树脂的降解。一旦树脂失水,使用时不能直接加水,可用澄清的饱和食盐水浸泡,然后再逐步加水稀释,洗去盐分,贮存期间应使其保持湿润。

  3. 防止树脂失水。出厂的新树脂都是事态的,其含水量时饱和的,在运输过程和储存期间应防止树脂失水。如果发现树脂已失水变干,应用10%NaCl溶液浸泡,在逐渐稀释,以免树脂因急剧溶胀而破裂。

  4. 防止微生物滋长。使用过的树脂长期在水中存放时,其表面容易滋长微生物,而使树脂受到污染,尤其是在温度较高的环境中。为此,长期存放的树脂,必须定期换水或用水反冲洗。

  5. 树脂存放时,要避免直接接触铁容器、氧化剂和油脂类物质,以防树脂被污染或氧化降解,而造成树脂劣化。

  6. 防止树脂受热、受冻。树脂储存过程中温度不宜过高或过低,其环境温度一般宜在5-40℃.温度过高,则容易引起树脂降解,交换基团分解和滋长微生物;若在0℃以下,会因树脂网孔中水分冰冻使树脂体积膨大,造成树脂胀裂。如果温度低于5℃,又无保温条件,这时可将树脂浸泡在一定浓度的食盐水中,以达到防冻的目的。

注意事项:

1.离子交换树脂内含有一定量的水分,在贮存和运输过程中应保持这部分水分。

2.离子交换树脂在贮存过程中应防止铁锈、油污、强氧化剂,有机物的污染,以免发生氧化降解、中毒等事故。

3.在温度很低的时候,若发现树脂已被冻,则应让其缓慢自然解冻,切不可用机械力施于树脂。

㈨ 阳离子交换质量作用方程

(一)阳离子吸附亲合力

就特定的固相物质而言,阳离子吸附亲合力是不同的。影响阳离子吸附亲合力的因素主要是;(1)同价离子,其吸附亲合力随离子半径及离子水化程度而差异,一般来说,它随离子半径的增加而增加,随水化程度的增加而降低;离子半径越小,水化程度越高。例如Na+、K+、NH4+的离子半径分别为0.98、1.33和1.43Å,其水化半径分别为7.9、5.37和5.32Å;他们的亲合力顺序为NH4+>K+>Na+。(2)一般来说,高价离子的吸附亲合力高于低价离子的吸附亲合力。

按各元素吸附亲合力的排序如下:

水文地球化学基础

上述排序中,H+是一个例外,它虽然是一价阳离子,但它具有两价或三价阳离子一样的吸附亲合力。

值得注意的是,上述排序并不是绝对的,因为阳离子交换服从质量作用定律,所以吸附亲合力很弱的离子,只要浓度足够大,也可以交换吸附亲合力很强而浓度较小的离子。

(二)阳离子交换质量作用方程

按质量作用定律,阳离子交换反应可表示为:

水文地球化学基础

式中,KA-B为阳离子交换平衡常数,A和B为水中的离子,Ax和Bx为吸附在固体颗表面的离子,方括弧表示活度。

以Na-Ca交换为例,其交换反应方程为:

水文地球化学基础

(1.146)式表明,交换反应是等当量交换,是个可逆过程;两个钠离子交换一个钙离子。如果水中的Na+交换已被吸附在固体颗粒表面的Ca2+(即Cax),则反应向右进行;反之,则向左进行。如反应向右进行,那么,就钙离子而言,是个解吸过程;就钠离子而言,是个吸附过程。所以,阳离子交换反应,实际上是一个吸附-解吸过程。

在地下水系统中,Na-Ca交换是一种进行得最广泛的阳离子交换。例如,当海水入侵到淡水含水层时,由于海水Na+远高于淡水,而且淡水含水层颗粒表面可交换性的阳离子主要是Ca2+,因此产生海水中的Na+与颗粒表面的Ca2+产生交换,形成Na+被吸附而Ca2+被解吸,方程(1.146)向右进行。又如,如果在某个地质历史里,淡水渗入海相地层,按上述类似的机理判断,则产生Na+被解吸Ca2+被吸附的过程,方程(1.146)向左进行。

Na-Ca交换反应方向的判断,以及对地下水化学成分的影响,仍至对土壤环境的影响,是水文地球化学及土壤学中一个很重要的问题,后面将作更详细的介绍。

上述(1.145)式中都使用活度,水中的A和B离子活度可以按第一节所提供的方法求得,但如何求得被吸附的阳离子(Ax和Bx)的活度,目前还没有太满意的解决办法。万赛罗(Vanselow,1932)〔7〕提出,规定被吸附离子的摩尔分数等于其活度。

摩尔分数的定义为:某溶质的摩尔分数等于某溶质的摩尔数与溶液中所有溶质摩尔数和溶剂摩尔数总和之比。其数学表达式如下

水文地球化学基础

式中,xB为B组分的摩尔分数,无量纲;mA为溶剂的摩尔数(mol/L);mB、mC、mD、……为溶质B、C、D……的摩尔数(mol/L)。就水溶液而言,溶剂是水,1mol H2O=18g,lL H2O=1000g,所以l升溶剂(H2O)的摩尔数=1000/18=55.56mol/L。

按照上述摩尔分数的定义,Ax和Bx的摩尔分数的数学表达式为:

水文地球化学基础

式中,NA和NB分别为被吸附离子A和B的摩尔分数;(Ax)和(Bx)分别为被吸附离子A和B的摩尔数(mol/kg)。

以摩尔分数代替被吸附离子A和B的活度。则(2.145)的交换平衡表达式可写成:

水文地球化学基础

式中,

称为选择系数,其他符号含义同前。选择系数已为许多学者所应用。从理论上讲,该方程(1.150式)提供了一个预测阳离子交换反应对地下水阳离子浓度影响的有效方法。

从理论上讲,

基本上是一个常数,但随水的离子强度的改变,稍有变化。它的数值的大小,能说明各种离子在竞争吸附中,优先吸附何种离子。如

说明B离子比A离子更易被吸附;反之,则相反。选择系数方面的信息在文献中已很普遍。就

来说,在(Mgx)/(Cax)和水中离子强度变化比较大的范围内,

在0.6—0.9间,变化很小。

值的范围说明,Ca2+比Mg2+更易被吸附。

在研究阳离子交换反应时,人们关心的问题是,在地下水渗流过程中,从补给区流到排泄区,由于阳离子交换反应,地下水中的阳离子浓度将会产生何种变化?为了简化问题起见,假定其他反应对阳离子浓度的变化都可忽略,那么从理论上讲,地下水从原来的地段进入一个具有明显交换能力的新地段后,必然会破坏其原有的阳离子交换平衡,而调整到一个新的交换平衡条件。达到新的平衡后,其阳离子浓度的变化主要取决于:(1)新地段固体颗粒表面各种交换性阳离子的浓度,以及它们互相间的比值;(2)进入新地段地下水的原有化学成分,特别是阳离子浓度。随着地下水的不断向前流动,阳离子交换平衡不断被打破,又不断地建立新的平衡。其结果是,不但水的阳离子浓度变化了,含水层固体颗粒表面有关的交换性阳离子浓度也改变了。为了定量地说明上述理论上的判断,特列举下列例题的计算。

例题1.8

在某一地下水流动系统中,有一段具有明显阳离子交换能力且含有大量粘土矿物的地段,试利用阳离子交换质量平衡方程(2.150),计算地下水达到新的交换平衡后,水中Ca2+和Mg2+浓度的变化,含水层粘土矿物颗粒表面交换性阳离子(被吸附的阳离子)浓度的变化。

假定:(1)含粘土矿物地段的阳离子交换容量为100meq/100g,交换性阳离子只有Ca2+和Mg2+,且Cax=Mgx,即Cax=Mgx=50meq/100g;(2)进入该地段前,地下水中的Ca2+和Mg2+浓度也相等,即Ca2+=Mg2+=1×10-3mol/L;(3)该含水层地段的有关参数:孔隙度n=0.33;固体颗粒密度ρ=2.65g/cm3;(4)地下水与该地段粘土矿物颗粒相互作用后,达到平衡时,选择系数

计算步骤:

(1)求新的地下水进入该地段前的NCa和NMg

按题意所给,Cax=Mgx=50meq/100g。把它们换算为以mol/g表示,则Cax=Mgx=0.25×10-8mol/g;将此数据代入(1.149)式,则

NCa=NMg=0.5

(2)求新的地下水刚进入该地段时,起始状态的

按质量作用定律,Ca-Mg交换方程为:

水文地球化学基础

交换平衡后,虽然各自的摩尔分数有所增减,但其总数仍然不变,即NCa+NMg=1。

设达到新交换平衡时,NCa=Y,那么,NMg=1-Y。

把上述假设代入(1.151)式,则

水文地球化学基础

因达到新的交换平衡时,

把它代入(1.152)式,经整理后,得:

水文地球化学基础

因达到新交换平衡时,Cax和Mgx虽然有变化,那其总和仍然不变,即Cax+Mgx=0.5。设那时的Cax=Z,那么:

水文地球化学基础

把(1.154)式代入(1.153)式,得:

水文地球化学基础

由于达到交换平衡前后,固相中的交换性钙离子(Cax)和液相中的溶解钙离子的总和不变。就一升水及其所接触的岩土而论,达到交换平衡前,一升水的Ca2+为1mmol;岩土中的Cax=0.25mmol/g,-升水所占据的岩土体积=5379.5g。达交换平衡后,一升水的Ca2+摩尔数为x,岩土中交换性钙离子(Cax)浓度为Z。那么,其均衡方程为:

水文地球化学基础

式的左边,为交换平衡前固液相中钙离子总量(mmol);式的右边,为交换平衡后固液相中钙离子总量(mmol)。

整理(1.156)式,得:

水文地球化学基础

把(1.157)式代入(1.155)式,整理后得:

水文地球化学基础

解方程(1.158),得:

Z=0.250046,即交换平衡后,Cax=0.250046mmol/g

那么,Mgx=0.5-0.250046=0.249954mmol/L

按上述计算摩尔分数的方法,得:

NCa=0.50009,NMg=0.49991

把所算得的Z值代入(1.157),得:

x=0.7525,即交换平衡后,〔Ca2+〕=0.7525mmol/L

那么,〔Mg2+〕=2-0.7525=1.2475mmol/L

上述计算结果说明,当新的地下水通过交换地段,达到交换平衡时,吸附的阳离子(Ca2+和Mg2+)的浓度或摩尔分数的比值变化极小;相比之下,地下水中Ca2+和Mg2+的浓度变化很大,〔Mg2+〕/〔Ca2+〕从1约增至1.7。如果随后进入该地段的地下水〔Mg2+〕/(Ca2+)仍然是1的话,地下水再次破坏了刚建立起来的交换平衡,交换反应又继续进行,直至NMg/NCa=O.6为止。此时,新流入地下水的Ca2+和Mg2+的浓度才不会改变。然而,要达到此种状态,必需通过无数个孔隙体积的水,甚至要几百万年时间才能完成。

上述计算还说明,阳离子的交换方向,从左向右进行(2.151式),水中的Ca2+被吸附,而固相表面所吸附的Mg2+不断被解吸。交换反应方向不仅取决于水中两种离子的浓度比,同时也取决于吸附离子的摩尔分数比。如若交换的起始条件为NMg=0.375和NCa=0.625,流入的水,其钙镁活度比为1,那么流过该地段的地下水,其Ca2+和Mg2+的浓度就没有变化了。如若交换的起始条件为NMg/NCa<0.6,其交换方向则与上述相反,从右向左进行(2.151式)。

(三)地下水系统中的Na-Ca交换

地下水中Na-Ca交换在地下水化学成分形成和演变过程中,是一个很重要的阳离子交换过程,它无论在深层地下水形成和演变,或者在浅层潜水水化学成分的改变,特别是硬度升高等方面,都具有重要意义;在土壤科学中,它对盐碱土的形成,也有重要作用。

地下水系统中,固液相间的Na-Ca交换也服从质量作用定律,但其质量作用方程的表达形式不同。其交换反应如下:

水文地球化学基础

(2.159)反应最常用的质量作用方程是Gappn方程:

水文地球化学基础

在Gapon方程的基础上,又有许多学者提出类似于此方程的各种表达式。例如,美国盐实验室〔17〕在研究灌溉水与土壤间的Na-Ca交换时,提出类似于Gapon方程的表达式:

水文地球化学基础

式中,Nax为达到交换平衡时土壤的交换性钠量(meq/100g);CEC为土壤的阳离子交换容量(meq/100g);Na+、Ca2+和Mg2+是达交换平衡时水中这些离子的浓度(meq/L);K为平衡常数。

(1.161)式左边项表示为:

水文地球化学基础

式中的ESR称为“交换性钠比”。

(1.16l)式右边项表示为:

水文地球化学基础

式中的“SAR”称为钠吸附比,它是Na-Ca交换中一个很重要的参数。(1.161)式可改写成:

水文地球化学基础

(1.164)式说明,ESR与SAR线性相关,水中的SAR越高,岩土中的ESR值也越大,岩土中的Nax也越高。许多学者通过岩土的Na-Ca交换试验,得出了有关回归方程,列于表1.20。

表1.20Na-Ca交换的回归方程

表1.20中的Na-Ca交换方程是实验方程,应用起来当然有其局限性。其中,美国盐实验室的回归方程是用美国西部12个土壤剖面59个土样试验得出的,所以其代表性较好。尽管有其局限性,但是,应用此类方程判断Na-Ca交换的方向,定量化计算其交换量,还是比较有效的。表1.21的数据充分说明这一推断。

表1.21Na-Ca试验中某些参数的变化〔2〕

表1.21中是一组Na-Ca交换试验数据,其中包括实测值与计算值的对比。表中的数据可说明以下几点;

(1)Na-Ca交换反应方向取决于水中的起始SAR值,及岩土中的起始ESR值。例如,用SAR值分别为0.73和9.81的水淋滤ESR值为0.046的同一种土壤时,淋滤后,前者的(Cax+Mgx)从8.56增至8.76meq/100g,水中的Ca2+和Mg2+被吸附,而固体颗粒表面的交换性Na+解吸到水中,按(1.159)式,其交换反应方向朝左进行;相反,后者的(Cax+Mgx)从8.56减至7.52meq/100g,水中的Na+被吸附,而固体颗粒表面的交换性Ca2+和Mg2+解吸进入水中,按(1.159)式,其交换反应向右进行。如果起始条件已知,即水中的SAR值及岩土中的ESR值已知,也可判断其反应方向。例如,把表1.21中的SAR值0.73和9.81分别代入表1.20中的3号方程,ESR值的计算值分别为0.038和0.1379。前者的ESR计算值(0.038)小于土壤的起始ESR值(0.046,见表1.21),反应按(1.159)式向左进行;后者的SER计算值(0.1379)明显大于土壤的起始ESR值(0.046),反应按(1.159)式向右进行。也就是说;如果ESR计算值小于岩土的ESR值,反应向左进行;反之,则相反。当然,如果土壤的起始ESR值为0.038,与S4R值为0.73的水相互作用时,Na-Ca交换处于平衡状态,水中的Na+、Ca2+和Mg2+浓度不会改变。表1.22是现场试验结果,结果说明,SAR值越高,固体表面解吸出来的Ca2+和Mg2+就越多,水的硬度增加就越大。这些数据充分证明了上述理论。

表1.22SAR值不同的污水现场试验结果〔2〕

注:硬度以CaCO3计(mg/L)。

(2)把Na-Ca交换方程应用于实际是比较可靠的。表1.21中(Cax+Mgx)的实测值及计算值相差很小,说明了这一点。其计算方法如下:以计算SAR=0.73的水为例,将0.73代入表1.20中的方程3,求得ESR=0.038;将此值及CEC值(8.96)代入(1.162)式,求得Nax=0.328meq/100g;将CEC值减去Nax值,即为(Cax+Mgx)值(因为土中吸附的阳离子主要是Na+、Ca2+和Mg2+),其值为8.63meq/100g。

SAR值不仅在研究Na-Ca交换反应中是重要的,而且它是灌溉水质的一个重要参数。前面谈到,SAR高的水,在水岩作用过程中,引起水中的Na+被吸附到固相颗粒表面上,2个Na+交换一个Ca2+或Mg2+(等当量交换)。因为2个Na2+的大小比一个Ca2+或Mg2+大,因而引起土壤的透气性减小,产生板结及盐碱化。有关SAR值的灌溉水质标准可参考有关文献。本书不详述。

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