天然水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、氯化钙等无机盐杂质,蒸馏法可以将水蒸发冷却后形成所谓的蒸馏水,水从液相转换为气相的过程中,无机盐杂质被沉淀去除。离子交换法去除水中无机盐杂质原理为:
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水。
H+ + OH- →H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
如前所述,合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物,有许多水能渗入的网孔,交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架,这些网组成了无数的四通八达的孔隙,孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时,水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内,离子交换树脂进行离解,结果是一定数量的离子(H型离子交换树脂为氢离子,OH型离子交换树脂为氢氧根离子)进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中,形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程,实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程,其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说,在离子交换树脂的高分子表面有两层离子,紧挨着高分子表面的一层离子(如强酸性阳树脂中的—SO3-),称为内层离子,在其外面的是一层符号相反的离子层(如强酸性阳树脂中的H+)。和内层离子符号相同的离子称为同离子,符号相反的称为反离子。
❷ 怎样用离子交换法去除氢氧根中的氯离子
采用阴,阳离子交换形式,就可去除水中氯离子
❸ 离子交换的水处理中的应用
EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。
EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。
EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达15MΩ·cm以上的超纯水。 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下:
EDI的净水基本过程
·连续运行,产品水水质稳定
·容易实现全自动控制
·无须用酸碱再生
·不会因再生而停机
·节省了再生用水及再生污水处理设施
·产水率高(可达95%)
·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施
·占地面积小
·使用安全可靠,避免工人接触酸碱
·降低运行及维护成本
·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施
·安装简单、费用低廉
·设备初投资大 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。
(1)产品水水质比较
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
(2)投资量比较
与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。
(3)运行成本比较
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 EDI装置属于水精处理设备, 具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点, 具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化, 初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合 。
控制氮含量的方法(4种):生物硝化-反硝化(无机氮延时曝气氧化成硝酸盐,再厌氧反硝化转化成氮气);折点氯化(二级出水投加氯,到残余的全部溶解性氯达到最低点,水中氨氮全部氧化);选择性离子交换;氨的气提(二级出水pH提高到11以上,使铵离子转化为氨,对出水激烈曝气,以气体方式将氨从水中去除,再调节pH到合适值)。每种方法氮的去除率均可超过90%。
❹ 负硬度水可以用氢离子交换器吗
所谓负硬度水就是水的碱度>硬度,氢离子交换器就是降低水中碱度含量的制水设备,但你还应注意两个问题,一是氢离子交换器最好选用弱酸树脂载体,主要是减少排废量,二是H离子交换器后的除碳问题...。一杰水质
❺ 阴离子交换柱能去除水中的什么
作用是用阴树脂中的氢氧根交换掉水中的其他阴离子。混合物通过阴离子交换柱,阴离子可以被吸附从而与其他物质分开,一般来说,阴离子交换柱的吸附剂应该呈阳性。
❻ 怎样去除水中 的硫酸盐
1、如果水量较少:可采用化学方法,加入钡盐(如氯化钡),使硫酸根变成硫酸钡沉淀,然后过滤除去。
2、如果水量较多:可采用离子交换器了,通过一台阴离子交换器+一台阳离子交换器串联在供水回路中,即可达到目的。
Ba^(2+) + (SO4)^(2-)=(BaSO4)↓
阴离子交换器 又叫阴床,作用是用阴树脂中的氢氧根交换掉水中的其他阴离子。
阳离子交换器 又叫阳床,根据其树脂再生所用药剂可分为氢型和钠型;钠离子交换器即软化器是用于去除水中钙离子、镁离子,制取软化水的离子交换器。
几种重要硫酸盐
硫酸钙
自然界中的硫酸钙以石膏矿的形式存在。含有两个结晶水的硫酸钙(CaSO4·2H2O)叫做石膏(也叫生石膏)。将石膏加热到150℃,就会失去大部分结晶水而变成熟石膏(2CaSO4·H2O)。熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固,转化为坚硬的生石膏。
利用石膏的这一性质,人们常利用它制作各种模型和医疗上用的石膏绷带。在水泥生产中,可用石膏调节水泥的凝固时间。在石膏资源丰富的地方可以用它来制硫酸。
硫酸钡
天然的硫酸钡称为重晶石,它是制取其他钡盐的重要原料。硫酸钡不容易被X射线透过,在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”。硫酸钡还可以用作白色颜料,并可做高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。
硫酸亚铁
硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾(FeSO4·7H2O)。在医疗上硫酸亚铁可用于生产防治缺铁性贫血的药剂,在工业上硫酸亚铁还是生产铁系列净水剂和颜料氧化红铁(主要成分为Fe2O3)的原料。
❼ 除氯离子水设备、如何去除水中氯离子反渗透离子交换去除水
一、去离氯离子水来处理源设备的工作原理 离子交换混床,是将阴阳树脂按一定比例装置填在同一交换器中,运行前将它他混合均匀。此时被处理水在通过混合离子交换床后,所产生的氢离子和氢氧根离子立即生成溶解度很低的水,很少形成阳离子或阴离子交换时的反离子。可以使交换反应进行很彻底,故水质好,所以混合床串联在反渗透或一级复床除盐系统后面,用于纯水或高纯水的制备。 二、去除氯离子水设备的应用范围 混床应用于医药、化妆品、电子、化工、电力等行业的水处理中,主要用于反渗透、离子交换复床、超滤系统等的后处理,通过用于对水中阴阳离子的置换,生产出超纯水。 三、 去除氯离子水设备的性能特点 1、 置换效果好、再生周期长,再生费用低; 2、 使用、管理简便,运行费用低。 3、 高纯水机上使用,还提供给国内许多高纯水用户,用作终端水处理,质量受到用户的好评
❽ 什么是去离子水,是不是去除水中的全部氢氧根离子
去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水,应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物.
去离子水,根据制备方法和应用的不同,其电导率一般在几十uS/cm至0.055uS/cm之间。
水会自耦电离,里面一定会有OH-,25℃时1L纯水中只有1×10^(-7)mol的水分子发生电离。
H2O+H2O≒H3O+
+
OH-
❾ 离子交换树脂如何去除水中无机盐
离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交版换树脂作用环境权中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+ 进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。