离子交换除盐水处理系统 共22页22页PPT

适用范围广
离子交换技术适用于各种不同 的水质处理，如工业废水、饮
用水等。
环保安全
离子交换技术不使用化学药剂 ，对环境无害，安全可靠。
离子交换水处理的缺点
需要定期再生
离子交换剂需要定期进行再生 处理，以恢复其离子交换能力
。
可能产生二次污染
再生过程中可能会产生废液， 造成二次污染。
不适合处理大量废水
对于大量废水处理，离子交换 技术可能不是最经济和高效的 方法。
数据分析和优化
通过数据分析，优化离子 交换水处理工艺，提高处 理效率和降低能耗。
离子交换水处理与其他水处理技术的联合应用
组合式水处理系统
将离子交换水处理与其他水处理 技术（如活性炭吸附、反渗透等 ）相结合，形成高效的水处理系
统。
协同作用研究
研究不同水处理技术之间的协同作 用，提高整体处理效果。
技术集成与优化
医药行业
在制药和生物制品生产中，离子交换 技术可用于制备高纯度水和缓冲液。
环保领域
离子交换技术还可应用于废水处理， 去除重金属和有害离子，实现废水回 用和达标排放。
CHAPTER 05
离子交换水处理的发展趋势和展望
新型离子交换剂的研究与开发
新型离子交换剂的合成
研究新的合成方法，提高离子交换剂的性能和稳定性。
02
注意离子交换剂的再生 性能和寿命，以便合理 安排再生周期。
03
使用离子交换剂时，应 控制流速和流量，以保 证最佳的去除效果。
04
注意离子交换剂的储存 和运输，避免受潮、曝 晒等不利条件影响其性 能。
CHAPTER 03
离子交换水处理工艺流程
原水预处理
01

定期检测 对出水水质进行定期检测，确保水质 达标。
再生处理
根据需要定期对离子交换剂进行再生 处理，恢复其除盐性能。
维护保养
对离子交换除系统进行定期的维护 保养，确保设备处于良好状态。
运行记录
建立完善的运行记录，包括设备运行 状况、出水水质、再生处理等，为系 统优化提供依据。
05
离子交换除盐技术的发 展趋势与展望
CHAPTER
提高离子交换剂的再生利用率
优化再生剂的种类和浓度
研究开发更高效、环保的再生剂，提 高离子交换剂的再生效率和性能。
改进再生工艺
延长离子交换剂使用寿命
通过改进离子交换剂的结构和制备工 艺，提高其使用寿命和稳定性，降低 更换频率和成本。
优化再生过程，降低能耗和减少废液 排放，提高离子交换剂的再生利用率。
01
保证出水水质
02
高效稳定
03
经济性
04
环保节能
离子交换除盐系统的设备选型
离子交换器
根据处理水量和出水水质要求， 选择合适的离子交换器类型和规
格。
再生系统
根据离子交换剂的再生需求，配 置相应的酸碱再生系统及设备。
辅助设备
包括水处理药剂投加设备、管道 阀门、流量计、控制仪表等，确
保系统正常运行。
离子交换除盐系统的运行管理
开发新型离子交换剂
新型功能化离子交换剂
复合型离子交换剂
生物基离子交换剂
提高离子交换除盐技术的自动化程度
智能化控制技术
01
在线再生技术
02
集成化系统
03
THANKS
感谢观看
CHAPTER
阳离子交换剂的种类与特性
01
阳离子交换剂可以去除 水中的阳离子，如钙、 镁、铁、铜等。

4-4离子交换设备
• 阴（阳）离子交换床主体 结构图：
• • • • • • • • 1）进水装置（布水器） 均匀分布进水，收集反洗水。 2）中排装置 均匀排出再生液，防止树脂 乱层，流失。 3）出水装置 均匀收集处理好的水，均匀 分布反洗水。 4）压脂层 截留水中的悬浮物质，防止 树脂在逆流再生过程中乱层。
• •
• • • •
4.3影响再生效果的因素
• 1 再生剂 • 2 再生方式 • 3 再生剂的用量
再生剂用量不足,树脂的再生度低,交换容量小,制水周期缩短,自 耗水量增大.再生剂用量越多,树脂的再生程度越高,再生交换容 量越接近于全交换容量.但当再生剂的比耗增大到约4 倍理论量 后,再生程度不会再有明显提高.再生剂的利用率越来越低.所以 采用过高的的再生剂的比耗是不经济的.
再生剂的单耗.是指恢复交换剂1摩尔的交换容量,所消耗 再生剂的克数.用食盐再生时称为盐耗,用盐酸再生称 为酸耗. 符号W. W= G/(Cj-Cc)V g/moL G-再生一次所用纯再生剂的质量 Cj-进水离子浓度 Cc-出水离子浓度 比耗.是指恢复树脂1摩尔的交换容量,实际用纯再生剂的 量与理论量之比.也即再生剂用量为树脂工作交换容量 理论量的倍数.符号R R = W/M M-再生剂的摩尔质量g/moL 再生剂的比耗总是大于1.
4-2. 离子交换器的再生步骤
• • • • • • • • • 无顶压逆流再生操作 1小反洗 大反洗(一般连续运行10-20周期进行一次) 清除树脂上层沉积的悬浮物,破碎树脂颗粒.反洗排出水中不应含有效树脂颗 粒,反洗至水质澄清为止. 2.放水 让树脂借助重力自然沉降,使树脂表面平坦. 3.进再生液 用较高浓度的再生剂对失效树脂进行还原.(大反洗周期再生剂用量加倍) 要求控制进口、出口阀门流量平衡,不允许排出液流量大于进再生液的流量. 以免再生液发生偏流.严格控制进再生液的百分浓度.采用现场取样打比重,或 在线浓度计进行分析.控制进再生液时间不能低于30分钟.(不包括小型钠离 子自动交换器) 4.置换(逆洗) 停止进再生液,但保持进水流量不便,继续进水15-30分钟.让交换器内再生液 继续进行交换反应, 5.小正洗 冲洗树脂上层残留再生液 6.大正洗 加大进水与排水流量,将残余的再生液和反应产物排出交换器. 正洗至出水硬度合格.(钠型树脂硬度小于0.03毫摩尔⁄ 每升.氢型树脂不含 硬度)

〔1〕求该水质的含盐量、硬度、碱度各为多少毫摩尔每升？ 〔2〕假设对上述水质进行一级复床除盐处理，H型阳离子交换器的直径为2米，内装强酸
阳离子交换树脂层高度为2米，交换器出水平均酸度为1.5mmol/L，交换器出力为50t/h ，交换器运行20小时后失效，求该交换器中交换挤的工作交换容量是多少？
为便于树脂粒度的粒度比较，采用了有致粒径和均匀系数两项指标。有 效粒径是指颗粒总量的10%通过而90%保存的筛孔径；均匀系数是指通过 60%球粒的筛孔孔径与通过10%球粒的筛孔孔径的比值。均匀系数反映树 脂粒度的分布情况，其值愈大表示粒度分布愈均匀。
(2)密度
• 湿真密度＝湿树脂质量/颗粒本身总体积
4、计算离子交换器中装载树脂所需湿树脂的重量时，要使用〔
。
〕密度。
〔A〕干真； 〔B〕湿真； 〔C〕湿视； 〔D〕真实
4.2 一级复床除盐
4.2.1 一级复床除盐原理 4.2.2 阳离子交换 4.2.3 阴离子交换
4.2 一级复床除盐
一级化学除盐系统由阳离子交换器、除碳器和阴离子交换器所 组成，其组合方式分为单元制和母管制。
(CJ-CC)V VR
对于阳离子交换树脂的工作交换容量:
(JD进+SD出)V
QG=
VR
Eg. 某电厂原水分析结果如下：Ca2+=30mg/L，Mg2+=6 mg/L，Na+=23 mg/L ，Fe2+=27.9 mg/L，HCO-3=122 mg/L，Cl-=35.5 mg/L，SO42--=24 mg/L ，HSiO-3=38.5 mg/L。〔提示：原子量Ca=40，Mg=24，Na=23，Fe=55.8， H=1，C=12，O=16，Cl-=35.5，S=32，Si=28)

2 酚醛系
3 环氧系
4
乙烯吡啶 系
5 脲醛系
6 氯乙烯系
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二、离子交换树脂的性能
2-1离子交换树脂的物理性能
1）.外观:浅黄或深黄色球形颗粒、粒径一般在0.3-1.2毫米范围。 • 2）.密度:树脂的密度分为视真密度和湿视密度。湿视密度可用来计算交换器中装载的湿树
脂重量。
• 2.按合成离子交换树脂的单体种类不同，可分为苯乙烯系、丙烯酸系。 • 3.按离子交换树脂的孔型不同。可分为凝胶型和大孔型两大类。 • 凝胶型树脂的网孔很小，平均孔径1-2nm，且大小不一。在干的状态下，这
些网孔并不存在，当浸入水中呈湿态时，它们才显示出来。 • 大孔型树脂具有永久性网孔。无论在干态或湿态都存在比凝胶树脂更多更
一级复床除盐 一级复床+混床除盐 原水只一次相继通过H型离子交换器和OH型离子交换器进行 除盐的工艺,称一级复床除盐.
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5.1一级复床除盐
• 典型的一级复床除盐由一台H离子交换器、一个除碳器和一个OH 离子交换器串联而成.
•
原水在H 离子交换器中经H离子交换后,水中各种阳离子被吸
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1-2离子交换树脂分类
• 1、凡带有酸性活性基团,能与水中阳离子进行交换反应的称阳离子交换树脂;凡 带有碱性活性基团,能与水中阴离子进行交换反应的称阴离子交换树脂.
• 按活性基团上H+或OH- 电离的强弱程度，又可分为强酸性阳离子交换树脂 （如RSO3H，）和弱酸性阳离子交换树脂（如RCOOH）;强碱性阴离子交 换树脂（R NOH ）和弱碱性阴离子交换树脂(R NHOH ).

• 除二氧化碳器放在阴床之前是为了减轻阴床负荷。水量小 和进水碱度低的小型除盐装置可以省去除二氧化碳器。
• 强碱阴床设置在强酸阳床之后的原因在于； • 1．若进水先通过阴床，容易生成CaCO3、Mg(OH)2 沉积在树脂层内，使强碱树脂交换容量降低。 • 2．阴床在酸性介质中易于进行离子交换，若进水 先经过阴床，更不利于去除硅酸，因为强碱树脂对硅酸 盐的吸附要比对硅酸的吸附差得多。 • 3．强酸树脂抗有机物污染的能力胜过强碱树脂。 • 4．若原水先通过阴床，本应由除二氧化碳器去除 的碳酸，都要由阴床承担，从而加了再生剂耗用量。
A.原理：
(1)原理与特点：
由于混合床中阴、阳树脂紧密交替接触。好像有许多阳
床和阴床串联一起，构成无数微型复床，反复进行多次脱盐 ，因而出水纯度高，其电阻率达到5～10× 106Ω .cm
B.特点：
a.出水水质纯度高。 混床离子交换可以把水中含有的离子几乎全部去除，出水含盐量在1mg
／L以下。对需高纯水的场合，混合床完全成了标准的方法，一般不需考虑其 它技术。下表列出混合床与双层床出水水质的比较。
阴双层床的再生操作步骤，除了再生后有时要进行反洗分层外 ，基本上与单层床逆流再生相同。不过，再生条件要求更为严格）：在复床后设置一 高流速阳床以替代混合床。
• 目的：克服混合床再生操作复杂，阴阳树脂 难以彻底分开。
• 原理：复床中的阳床容易泄漏钠离子，且阴 床再生液氢氧化钠在阳床内残留，导致出水 电解质主要是氢氧化钠。再经过一道阳床（ 即氢型精处理器）可简单彻底地去除钠离子 ： NaOH+RH=RNa+H2O
• 弱酸树脂主要用于去除水中碳酸盐硬度，如 硬度与碱度的比值太小，所需弱酸树脂层就 很薄，失去了双层床的意义。

交联度为8~10%的H型强酸树脂对Na的 选择系数为1.5~2.0。
交联度为8%的OH型强碱树脂对Cl-的选 择系数为2.0。
22℃度水的离子积1×10-14
K=(3~4)×1014
（2）出水水质稳定：工作条件发生变化 时，出水所达的最高纯度值并不变。
（3）间断运行影响小：混床投入2~3分 钟可达出水要求，而复床要10分钟。
柱之后，柱中反应。
RHCO 3 RCO 3
H2SO4 HCl
RRCSOl 4
H2CO3
脱气 CO2↑+H2O
若用NaOH再生，脱气在弱碱柱前后均可。
（三）强酸—脱气—弱碱—强碱系统：
1、加双碱目的：弱碱 柱去除强酸阴离子， 强碱柱主要去除硅。 再生采用串联再生方 式，省再生剂。
床负担。
（二）强酸—弱碱—脱气系统： 1、适用条件：
（1）原水中强酸性阳离子含量大。 （2）不要求除硅的情况下。 2、优点：利用了弱碱树脂容易再生的 优点，达到了节省再生剂的目的。
再生剂可用NaOH、Na2CO3或 NaHCO3 。
3、脱气塔的位置： 若用Na2CO3或NaHCO3再生，脱气在弱碱
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
3、特点： （1）出水纯度高: 选择性系数
K
RNaRClH2O RHROHNaCl
K
Na H
K Cl OH
1 KH2O
K
RNaH RHNa
RClOH ROHCl
H2O
H OH
KNaH——阳树脂的选择系数; KClOH——阴树脂的选择系数; KH2O——水的离子积; K——阴、阳混合树脂的选择系数。
出水电阻率可达10×106Ω·cm 硅含量 0.02mg/l的水平 （2）强酸—弱碱—脱气—混合床系统 ： 出水 电阻率可达10×106Ω·cm 硅含量0.005mg/l的水平。 （3）强酸—脱气—弱碱—强碱—混合床系统：

精品课件
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第三节 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统
1.常用的离子交换除盐水处理的单元 一级复床离子交换除盐水系统就是由三个单元组成： 阳离子交换单元、脱碳（脱除二氧化碳）单元和阴 离子交换单元
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第三节 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统
2.常用的离子交换除盐水处理的系统
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第一节 电渗析法除盐水处理
三、电渗析法水处理除盐工艺系统
电渗析器本体的工艺系统 电渗析器和其他水处理设备的组合系统
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第一节 电渗析法除盐水处理
四、电渗析器运行的工艺参数
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第一节 电渗析法除盐水处理
四、电渗析器运行的工艺参数
极化现象
极化是电渗析器运行中常见问题，其危害如下
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第二节 离子交换软化及脱碱联合水处理
二、氢型弱酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换
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第三节 离子交换除盐水处理
一、离子交换除盐水处理的原理
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第三节 离子交换除盐水处理
一、离子交换除盐水处理的原理
混合床离子交换器是指阳、阴两种离子交换树脂按一定比例混合 后装填于同一交换器内的离子交换器。简称为混合床。
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第三节 离子交换除盐水处理
二、氢氧型强碱性阴离子交换树脂的工艺性能
三、氢氧型弱碱性阴离子交换树脂的工艺性能
四、离子交换除盐水处理的系统
五、离子交换除盐运行过程中交换器失效的控制
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第三节 离子交换除盐水处理
四、离子交换除盐水处理的系统

39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
离子交换处理水处理工艺
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是