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离子交换法净化水

发布时间:2022-01-12 19:38:31

Ⅰ 求离子交换法在净化水的应用的参考文献,数据和图,越多越好,很急,谢谢!

实验九 水的净化——离子交换法 [实验目的] 1. 了解离子交换法制备纯水的基本原理; 2. 掌握水质检验的原理和方法; 3. 学习电导率仪的使用; 4. 掌握离子交换树脂的操作方法。 [实验原理] 天然水的净化方法有:蒸馏法、电渗析法、离子交换法 离子交换法制备纯水是使自来水通过离子交换柱(内装离子交换树脂),除去杂质离子,达到净化的目的。 离子交换树脂是一种难溶性的高分子聚合物,对酸、碱及一般有机溶剂稳定。它具有网状骨架结构。在其骨架上含有许多可与溶液中的离子起交换作用的“活性基团”。根据 树脂可交换活性基团的不同,可将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂:是树脂中的活性基团可与溶液中的阳离子进行交换,如: - + - +
R-SO3 H
R-COO H
R 表示树脂中网状结构的骨架部分。 活性基团中含有H+,可与溶液中的阳离子交换的阳离子交换树脂称为酸性阳离子交 换树脂或H型阳离子交换树脂。按活性基团酸性强弱的不同,又分为强酸性、弱酸性离子交换树脂。例如R-SO3H为强酸性离子交换树脂(如国产“732” 树脂);R-COOH为弱 酸性离子交换树脂(如国产“724” 树脂)。阴离子交换树脂:是树脂中的活性基团可与溶液中的阴离子进行交换,如:R-NH3+OH- R-N+(CH3)3|OH- 按活性基团碱性强弱的不同,又分为强碱性、弱碱性离子交换树脂。例如 R-N+ OH- (CH3)3为强碱性离子交换树脂(如国产“717” 树脂);为R-NH3+OH-弱碱性 1
离子交换树脂(如国产“701” 树脂)。 当水流经过离子交换柱时,水中的Na+,Ca2+或Cl-,SO42-等离子与树脂上的活性基团 中的H+或OH-进行交换: R-SO3-H+ + Na+

Ⅱ 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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Ⅲ 如何用离子交换法制备软水

软水是指水中Ca+,Mg+等离子被交换出来,离子交换法,使用Na性树脂来交换水中Ca+,Mg+等离子。交版换能力下降后,权用NaCl进行再生。
具体操作方式是将Na性树脂,均匀的填装在罐体内。让水均匀的通过。

Ⅳ 什么是离子交换的水软化

离子交换软化法就是利用离子交换剂降低水中硬度的水处理方法。常用的回离子交换剂有钠型树脂(答RNa)、强酸性H(RH)型树脂和弱酸性H树脂。离子交换软化系统采用Na离子交换软化系统和H-Na离子交换脱碱软化系统。

Ⅳ 离子交换树脂净水原理

离子交换树脂算起来不算净水,它们主要用于水的高级净化,也就是去除特定离子。离子交换树脂一般是高分子盐类,强碱弱酸盐,或者强酸弱碱盐,比如常用去除硬度的001×7强酸性阳离子树脂,就是末端是钠离子,水经过时候钠离子交换掉水里的钙离子,降低水的硬度。当离子饱和无法继续降硬的时候,需要用饱和食盐水进行树脂再生,也就是用钠离子换掉树脂上的钙离子。其他树脂工作方法类似,当然也有一次性树脂。

Ⅵ 为何蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

蒸馏法是将水加热至沸腾,只有水蒸气冒出然后凝结,凝结水当然不含杂质了专。
离子交换法属是利用阴阳离子交换技术,利用阴(阳)离子交换树脂,以树脂中阴(阳)离子基团,
交换水中对应阴(阳)离子,例如H型阳树脂,可以以H离子置换掉水中阳离子,如钙镁离子等,从而达到去除水中离子目的。
阴阳离子交换树脂均有多种型号,不同型号置换后释放到水中离子有差别,交换速率等也有差别,需要按实际需要选择。

Ⅶ 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质

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。

Ⅷ 简述采用离子交换法制备纯化水的过程

离子交换来法制备纯化源水的过程分下列几种:
1、纯化水的制取的最早方法就是离子交换,他起源于60年代左右,一般采取阳离子交换树脂+阴离子交换树脂+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这种方法需要浪费大量的酸和碱再生树脂现在被淘汰了。
2、电渗析(ED)+阳离子交换树脂+阴离子交换树脂+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这是80年代制造纯化水的方法,原理就是通过电渗析预脱盐来减少树脂转型再生的酸碱使用量。
3、反渗透(RO)+混合离子交换树脂(阴树脂和阳树脂2:1),这是90年代流行的制造纯化水的方法,反渗透与电渗析相比脱盐率更高,操作更简便。
总结:离子交换法来制备纯化水应该是老工艺了,他的优点就是出水水质好,投资较少。缺点就是由污染,运行费用高。由于树脂本身就是有机物化学合成,他的破碎率较难控制或者一般厂家难以设计高标准的工艺,在新版GMP对TOC要求越来越严格的情况下,慢慢被双级反渗透工艺所淘汰。

Ⅸ 离子交换水处理工艺的处理方法是什么

离子交换水处理工艺定义就是离子交换法(ion exchange process),是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

原理:离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。

阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子,就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。

Ⅹ 用离子交换法使硬水软化和净化的基本原理是怎样的

主要的原理是水中的金属离子会被置换成氢离子,这样的话它就没有硬度了。

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