一、填空题
1、离子交换树脂的交换容量分为全交换容量、工作交换容量、平衡交换容量。
2、按离子交换树脂的结构，离子交换树脂分为凝胶型树脂、大孔型树脂、超凝胶型树脂和均孔型强碱型阴树脂。
3、树脂型号为001×7，第一位数字代表活性基团代号，第二位数字代表骨架代号，第三位数字代表顺序代号，×代表联接符号，第四位数字代表交联度。
4、树脂的污染主要分为有机物污染，无机物污染，硅酸根污染。
5、阴树脂发生硅酸根污染的主要原因为未及时再生或者再生不彻底。
6、离子交换器体再生分为顺流再生、逆流再生、分流再生和串联再生四种。
7、被处理的水流经离子交换树脂层时，其离子交换树脂按水流顺序可分为失效层、工作层、保护层。
8、离子交换树脂的可逆性是反复使用的基础。
9、离子交换器再生过程中，提高再生液温度，能增加再生程度，主要因为加快了扩散和膜扩散的速度。
10、混床反洗分层是利用阴阳树脂密度不同；若反洗效果不佳，可通过加碱浸泡后，重新反洗分层。
11、运行规程中，阳床出水Na＞100ug/L，即为失效；阴床出水DD＞5us/cm或SiO2＞50ug/L，即为失效；混床出水DD＞0.2us/cm或SiO2＞20ug/L，即为失效。
12、运行分析中测量钠离子，所用碱化剂为二异丙氨，控制样水pH＞10，pNa4=2300ug/L。
13、每台阳离子交换器的额定制水量为205t/h，每台阴离子交换器额定制水量为205t/h,每台混合离子交换器的额定制水量为235t/h。
14、除盐水的主要监测的项目为电导率和二氧化硅，其标准分别为DD≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L。
15、阳床或阴床或混床失效时应停运进行再生。
16、001×7型树脂是强酸阳离子交换树脂。
17、离子交换器的交换过程，实质上就是工作层逐渐下移的过程。
18、强弱碱树脂联合使用，弱阴树脂交换强酸根离子，强阴树脂交换弱酸根离子。
19、混床阴阳树脂的填装比例阴：阳=2：1。
20、阴树脂再生液加热温度控制围30～45℃。
21、强碱阴离子交换器失效时首先漏过的是硅酸氢根。
22、树脂由骨架和活性基团两部分组成。
23、混床反洗的主要作用阴阳树脂分层。
24、树脂型号为201×7，其中2表示该树脂为强碱性。
25、离子交换树脂的再生过程实际上是除盐制水过程的逆反应。
26、判断混床阳阴树脂反洗分层终点的依据是阳阴树脂有明显的分层线。
27、若混床阳阴树脂反洗分层界线不明显时，应给混床进入1～2%浓度的NaOH 溶液，然后重新分层。
28、我厂除盐水系统混床反洗后，树脂分为两层，上层为阴树脂，下层为阳树脂，两层树脂高度分别为2比1。
29、我厂阳离子交换树脂再生采用的再生剂为盐酸，阴离子交换树脂的再生剂为氢氧化钠。
30、我厂除碳器填料为Φ40多面PP空心球，除碳器的作用是去除阳床出水中的二氧化碳。
31、我厂除盐水处理系统采用超滤－反渗透—一级除盐加混床系统。
32、阴床正常运行中监督的项目一般是出水的导电率和含硅量。
33、对阴离子交换器来讲，进水酸度越大越好。
34、我厂阴、阳离子交换器再生采用的是逆流再生方式。
35、我厂除碳器系统中，水和空气的进入方式为水从除碳器上部进入，空气从下部进入。
36、混合离子交换器再生不好的关键原因是反洗分层效果不好。
37、离子交换树脂的交联度值愈小，树脂的含水率愈大，抗污染性能愈强。
38、离子交换树脂受铁、铝及其氧化物污染后，颜色变深。
39、能有效去除水中硅化合物的是强碱阴树脂。
40、逆流再生离子交换器的特点是出水水质好。
41、逆流再生离子交换器压实层树脂的作用是防止再生时乱层。
42、我厂根据水处理要求规定一级除盐阴床出水SiO2≤100ug/L。
43、阳离子交换器失效时，会出现电导率暂时下降的现象。
44、一般来说，阴树脂的化学稳定性比阳树脂差。
45、遇到不同类型的树脂混在一体，可以利用它们密度的不同进行简单的分离。
46、在除盐系统中，强酸性H型离子交换为了要除去水中的H+以外的所有阳离子，必须在Na+超标时，立即停止运行。
47、在选用离子交换树脂时，树脂的颗粒越均匀越好。
48、混床出水水质标准为DD≤0.2μs/cm，二氧化硅≤20μg/L。
49、阳床失效最先穿透树脂层的阳离子是钠离子。
50、为了防止离子交换树脂的流失，一般在阴床及混床的出水管路上加装树脂捕捉器，作为预防措施。
51、离子交换树脂所包含的所有活性集团的总量，称为全交换容量。
52、除盐设备中树脂的污染主要是无机物或有机物渗入树脂结构部造成的。
53、水温升高，水的电离度增大，H+和OH-的数目增多，同时水的粘度减小，使离子迁移速度加快。
54、一般树脂的交联度越高，耐磨性越好。
55、装入新树指的离子交换设备，在使用前一般对新树脂进行处理，其处理步骤是用食盐、稀盐酸溶液和稀NaOH溶液分别进行处理。
56、离子交换器运行中，部的树脂依次可以分为失效层、交换层和保护层。
57、混床失效再生时必须反洗分层或分别再生。
58、电厂水处理用的阴、阳离子交换树脂，是由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成的高分子化合物。
59、强碱性阴树脂若要除硅彻底应首先排除OH-的干扰。
60、为了有利于除硅阴树脂必须是强碱性，再生剂采用NaOH。
61、溶液的浓度越大离子扩散速度越快。
62、树脂的颗粒越小，交换速度越快。
63、离子交换器正洗的目的，是把充满在交换剂颗粒孔隙中的再生液和再生产物冲洗干净。
64、混床是由阴树脂和阳树脂两种树脂组成的离子交换器。
65、离子交换树脂的交联度值越大，树脂的机械强度越大，溶胀性越小。
66、按孔型的不同，离子交换树脂可分为凝胶型和大孔型两大类。
67、离子交换树脂根据其所带活性基团的性质，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
68、001*7代表凝胶型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
201*7代表凝胶型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
D001代表大孔型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂
69、按合成离子交换树脂的单体分类，将其分为苯乙烯系离子交换树脂和丙烯酸系离子交换树脂等。
70、选择性系数反映了交换时树脂对离子的选择性大小。
71、离子交换树脂颗粒大小适中。若颗粒太小，则水流阻力大。
72、有效粒径是指筛上保留90%体积树脂的相应试验筛筛孔孔径（mm），用符号d90表示。
73、湿真密度是指树脂在水中经充分溶胀后的真密度。
74、含水率可以反映树脂的交联度和孔隙率的大小，树脂含水率大则表示它的孔隙率大和交联度低。
74、树脂由两部分构成：1）骨架部分，2）交换基团。
75、大孔型树脂的抗氧化能力较强，机械强度较高。
76、湿视密度是指树脂在水中充分溶胀后的堆积密度。
77、鼓风式除碳器一般可将水中游离的CO2含量降至5 mg/L以下。
78、离子交换器反洗的目的是松动交换剂层，清除交换剂上层的悬浮物；排除碎树脂；树脂层中的气泡。
79、在混合床离子交换器运行过程中，主要监督电导率；含硅量和钠离子含量等出水水质指标。
80、H型交换树脂再生后，颜色变浅，体积增大。
81、树脂交联度对离子交换速度的影响是，交联度越大，交换速度越慢。
82、混床的阴树脂与阳树脂的体积比一般为2 ：1，阴树脂树脂体积大。
二、判断题
1、阳离子交换树脂在稀溶液中的的选择性顺序如下：Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+。（√）
2、树脂颗粒越小，交换速度越快。（√）
3、在离子交换除盐中，提高水温能同时加快扩散和膜扩散。（√）
4、离子交换器每周期中再生所耗用水量，与其周期制水量的比称为自用水率。
（×）
5、混床反洗分层后，上层为阳树脂，下层为阴树脂。（×）
6、离子交换树脂的交联度越小，机械强度越大，溶胀性越大。（×）
7、可以采用测量硬度的方法来控制阳床的失效点。（×）
8、阴床再生时进碱浓度控制在2.5-3.0％。（√）
9、混床失效时，出水的电导率和二氧化硅含量同事升高。（√）
10、水通过离子交换树脂层流速越大，交换器出口树脂保护层越薄。（×）
11、为合理控制再生液浓度，应采取先稀后浓的方式进行再生。（√）
12、混床的反洗分层原理是利用阴阳树脂颗粒大小不同来进行的。（×）
13、阴阳离子交换器每次再生时要进行小反洗和大反洗操作。（×）
14、我厂DCS画面上一号酸计量泵向阳离子交换器提供酸再生液。二号碱计量泵向阴离子交换器提供碱再生液。（×）
15、为防止阴树脂变质，需将进水中的氧化剂除去。（√）
16、当把干树脂开始浸润时，不宜用纯水浸泡，一般常用饱和食盐水浸泡，以防树脂因胀溶而破裂。（√）
17、我厂阳床出水装置为多孔板水帽。（√）
18、使用酸雾吸收器的目的避免环境污染。（√）
19、混合床经过再生正洗开始制水时，出水电导率下降极快。（√）
20、水中的含氯量大时会对阳离子交换树脂造成不良影响。（√）
21、阴树脂应防止油类和有机物污染。（√）
22、交换器填装树脂的量，常用交换器填装树脂的体积与湿视密度乘积计算。（√）
23、树脂硅化合物污染物常发生在强碱阴离子交换器。（√）
24、阳离子交换器出水合格后，先开出水阀，再启动除碳风机。（×）
25、离子交换树脂受铁、铝及其氧化物污染后，颜色变深。（√）
26、进水的含盐量和树脂的再生程度对混床的出水水质和运行周期都有很大的影响。（×）
27、提高再生剂用量，可以提高树脂的再生程度，所以再生时，再生剂加得越多越好。（×）
28、大反洗树脂前不可以进行小反洗。（×）
29、混床失效时，出水的电导率和二氧化硅含量同时升高。( √)
30、混床反洗后，树脂分为两层，上层为阳树脂，下层为阴树脂。（×）
31、当阳床漏钠时，可能影响阴床除硅效果。( √)
32、离子交换树脂的交联度值愈小，树脂的含水率愈大，抗污染性能愈强。（√）
33、树脂的选择性系数随温度、浓度变化。( √) 34．在离子交换器运行过程中，进水流速愈大，交换器的工作交换容量愈大，周期制水量也愈大。（×）
35、再生剂的纯度对交换剂的再生程度和出水水质影响不大。（×）
36、一般来说，阴树脂的化学稳定性比阳树脂差。（√）
37、除盐水PH值一般为6.5-7.5之间。（√）
38、鼓风式的除碳器只能除CO2不能除氧。（√）
39、离子交换除盐中，水的流速越慢，交换越彻底。（×）
40、混床反洗分层后，树脂分为两层，上层为阴树脂，下层为阳树脂。（√）
41、再生剂的纯度对交换剂的再生程度和出水水质影响不大。（×）
42、一般来说，阳树脂的稳定性比阴树脂差。（×）
43、一级除盐系统中，除碳器应设置在阴床之前。（√）
44、一级除盐系统中，阳床在除碳器之前。（√）
45、混床失效时，出水的电导率和二氧化硅含量同时升高。（√）
46、树脂已失水干燥时，应先加入水中充分膨胀后再进行再生投运或备用。( ×)
47、对于混床来说，在通常围，进水含盐量的变化或再生度的不同，基本上只影响混床的运行周期的长短而不影响出水水质。( √)
48、凡含有活性基因，并能电离出可交换离子，具有离子交换能力的物质，均称为离子交换剂。（√）
除盐水处理工艺 除盐水处理工艺介绍 1 前言 目前除盐水处理工艺主要有蒸馏法、离子交换法及膜分离法等，除盐水处理工艺是根据不同的入水水质和出水要求而设计的，针对不同的原水水质特点而设计水处理方案才是最经济有效的方案，同时也是出水水质长期稳定达到要求的保证。本文就除盐水处理工艺（离子交换法和RO膜分离法）对比介绍各自的特点： 在70年到80年代末离子交换法在我国除盐水处理领域得到广泛应用。 离子交换法处理有以下特点： 优点： ◇预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低； ◇由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。 缺点： ◇由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐； ◇离子交换法自动化操作难度大，投资高； ◇需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环
境污染隐患； ◇细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物 ◇在含盐量高的区域，运行成本高 从80年末开始，膜法水处理在我国得到了广泛应用，反渗透就是除盐处理工艺的膜法水处理工艺之一。 反渗透法处理有以下特点： 优点： ◇反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术； ◇与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等 ◇原水含盐量较高时对运行成本影响不大 ◇缺点： ◇预处理要求较高、初期投资较大 本文以地下水为原水，生产250m3/h除盐水（5MΩ.cm）为例，就离子交换和反渗透两种处理方法在工艺、占地方面、和运行成本作简要比较。 2 除盐水处理工艺比较 2.1离子交换法 1）离子交换处理工艺流程：
离子交换法处理镍废水
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?
三废治理技术课程 离子交换法处理含镍废水工艺方案
离子交换法处理含镍废水工艺方案 一、概述 镀镍作为一种常用的表面处理技术，被广泛的应用于电子、汽车、机械等多种行业。含Ni2+的废水对人体健康和生态环境有着严重危害。含镍废水的常见处理方法有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗透及离子交换树脂吸附等。化学沉淀法成本低，但产生的固废需要二次处理;真空蒸发法能耗大;电渗析、反渗透法需要较大的设备投资和能耗，而且存在膜易受污染的问题[1]。 离子交换技术因出水水质好,可回收有用物质,适用于处理浓度低而废水量大的镀镍废水等优点,曾得到广泛的应用。离子交换法应用于镀镍废水处理的主要功能有：(1)去除重金属镍离子,以应对日趋严格的排放标准;(2）回收废水中有价值的金属镍;(3)提高水的循环利用率,节约日益匮乏的水资源；(4)减少环境污染。 随着人们对镀镍废水资源化的兴趣越来越浓厚,离子交换技术作为电镀废水深度处理的有效方法再度引起重视。 二、原理 离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物,其功能基可与水中的离子起交换反应。镀镍废水中的Ni2+离子采用阳离子交换树脂吸附。所用树脂可以是强酸性阳树脂也可以是弱酸性阳树脂,本文以弱酸性阳树脂为例。采用弱酸性阳树脂交换时,通常将树脂转为Ｎａ型,因为H型交换速率极慢。含Ni2+ 废水流经Ｎa型弱酸性阳树脂层时，发生如下交换反应: 2R－COONa+Ni2+→(R-ＣＯO) 2 Ni+2Na+ 水中的Ni２+被吸附在树脂上，而树脂上的Ｎa+便进入水中。 当全部树脂层与Nｉ2+交换达到平衡时，用一定浓度的ＨＣl或H 2SO ４ 再生。 (Ｒ-COO）2Ni＋H 2ＳＯ ４ →2Ｒ-ＣOOＨ+NiＳO 4 此时树脂为H型,需用NaＯH转为Na型。
实验三离子交换除盐实验 一实验目的 1．熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。 2．加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。 3．了解离子交换法在水处理中作用与原理。 二实验原理 离子交换过程可以看做是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其反应一般都是可逆的。 本实验采用国产001×7（711）强酸树脂和201×4（711）强碱树脂把水中的成盐离子（阳、阴离子）除掉，这种方法称为水的化学除盐处理。原水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子便与树脂是的可交换离子（H+）交换；接着通过装有阴离子交换树脂的交换器时，水中的阴离子Cl-、SO42-、HCO3-等与树脂中的可交换离子（OH-）交换。基本反应如下： 1/2Ca2+1/2SO42-1/2Ca2+1/2SO42- RH+ ＋1/2Mg2+Cl-=== R 1/2Mg2++ H+Cl- Na+HCO3-Na+HCO3- K+HSiO3-K+HSiO3- 1/2SO42-1/2SO42- ROH-+ H+Cl-==== R Cl-+ H2O HCO3-HCO3- HSiO3-HSiO3- 经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。树脂使用失效后要进行再生即把树脂上吸附的阴、阳离子置换出来，代之以新的可交换离子。阳离子交换树脂用HCl或H2SO4再生，阴离子交换树脂用NaOH再生。基本反应式如下：R2Ca + 2HCl → 2RH + CaCl2 R2Mg + 2HCl → 2RH + MgCl2 RCl + NaOH → ROH + NaCl 三实验仪器、设备与药品 阴阳离子交换树脂 离子交换树脂装置一套 电导率仪， 秒表 pH计 四实验步骤 1．熟悉装置。研究管路连接方式、明白阀门作用、弄懂管路流程。 2．连接装置。将两个交换柱串联起来：水箱进水→阴离子柱→阳离子柱→出水，反复研究，确保各路连接管无误（忘关阀门漏水、漏开阀门成死路）后启动水泵进水。
水的离子交换处理 第一节离子交换除盐原理、 水的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将水中各种阳离子交换成H+,用 OH型阴离子交换树脂将水中各种阴离子交换成OH-，进入水中的H+和OH -离子组成水分子H 2 O;或者让水经过阳阴混合离子交换树脂层，水中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。这样，当水经过离子交换处理后，就可除尽水中各种的无机盐类。该工艺中发生的H离子交换反应和OH离子交换反应以及树脂再生过程中发生的反应如下： (1)氢离子交换反应式： (HCO 3) (HCO 3 ) 2RH + Ca(Mg,Na 2) Cl 2 → R 2 Ca(Mg,Na 2 ) + H 2 Cl 2 SO 4 SO 4 再生反应式为： 2HCl Cl 2 R 2Ca(Mg,Na 2 ) + → 2RH + Ca(Mg,Na 2 ) H 2SO 4 SO 4 (2)氢氧根离子交换反应式为： SO 4 SO 4 Cl 2 Cl 2 2ROH + H 2 CO 3 → R 2 (HCO 3 ) 2 + 2H 2 O SiO 3 (HsiO 3 ) 2 再生反应式： SO 4 SO 4 Cl 2 Cl 2 R 2 (HCO 3 ) 2 + 2NaOH → 2ROH + Na 2 CO 3 2- 3 ) 2 SiO 3 进入离子交换器的水中一般都含有大量的碳酸氢盐。它是天然水中碱度的主要组成部分。当水经H离子交换后，碳酸氢盐转化成了碳酸，连同水中原来含有的碳酸，可用除碳器一起除去。这样可以减轻阴离子交换器的负担降低消耗。 水中碳酸的平衡关系如下式所示： H＋ + HCO 3-≒ H 2 CO 3 ≒ CO 2 +H 2 O 水中H＋浓度越大，平衡越易向右移动。当水的pH值低于4.3时，水中的碳 酸几乎全部以游离的CO 2 形式存在。水中游离的CO2可以看作是溶解在水中的 气体，它在水中的溶解度符合亨利定律，只要降低水面上CO 2 的分压就可除去 CO 2。除碳器就是利用这个原理除去CO 2 的。 第二节树脂层中的离子交换过程 一、阳床工作特性 阳床的作用是除去水中H＋离子以外的所有阳离子。当其运行出水钠离子 浓度升高时，树脂失效，须进行再生。 阳床运行时，水由上而下通过强酸性H型树脂层，因树脂层对各种阳离子
离子交换软化和除盐实验 一、 实验目的 ① 加深离子交换基本理论的理解。 ② 了解离子交换软化设备的操作方法。 ③ 熟悉离子交换过程。 ④ 进一步熟悉水的硬度、碱度和pH 值的测定方法。 二、实验原理 离子交换是目前常用软化与除盐的方法。离子交换树脂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，它能够从电解质溶液中把本身所含的另外一种带有相同电性符合的离子与其等量的置换出来，按照所交换的种类，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。 阳离子交换树脂是以钠离子（Na +型）或氢离子型（H +型）置换溶液中的阳离子从而将其去除掉。置换反应为： 钠型 NaOR+M 2+?MR+2Na + 氢型 H 2R+M 2+?MR+2H + 反应式中R 表示树脂，M 2+表示阳离子。 阴离子交换树脂是以羟基（OH -）离子置换溶液中的阴离子，从而将其去除掉，置换反应式为： R(OH)+A 2-?RA+2OH - 反应式中R 表示树脂；A 2-表示阴离子。 离子交换吸附能力，在其他条件相同时，交换能力大小顺序如下：阳离子交换顺序（强酸性阳树脂）Fe 3+>Al 3+>Ca 2+>Mg 2+>K +>H +>Na +>H +>Li +。 阴离子交换顺序（强碱性阴树脂）为：草酸离子>柠檬酸离 子>-34PO >-24SO >Cl ->- 3NO 。 实际上，天然水中及工业废水中都不会只含有一种离子，通常都含有多种阳离子和多种阴离子，交换过程也复杂的多。就软化而言，含有多种阳离子和多种阴离子交换层时Cu 2+、Zn 2+、Ni 2+、Ca 2+、Mg 2+被吸附在树脂上，同时释放Na ，从而使水得到软化。当树脂的交换容量耗尽时，交换柱流出水的硬度就会超过规定值，这一情况称为穿透。此时，必须将树脂再生。再生前，应对交换柱进行反冲洗，以除去固体沉积物。阳离子交换柱再生方法是用盐溶液（）或用酸溶液（）流过交换柱；而阴离子交换柱再生方法是用氢氧化钠（）溶液或氢氧化铵（）溶液流过交换柱。再生后，用纯水冲洗交换柱以除去残留的无效离子。 如既需要软化水的硬度又要降低水的碱性，则可将OH 型和Na 型离子交换柱串联使用。利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。阳树脂自身可交换的H 与水中阳离子交换，去除阳离子；阴树脂官能团中的OH 与水中阴离
离子交换除盐实验设计 【摘要】通过对离子交换除盐实验的设计，使学生了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法，并深刻理解离子交换机理，培养学生综合运用基础知识的能力，引导学生主动思考并提高其发现问题解决问题的综合能力。 【关键词】离子交换；除盐；再生 天然水中有很多可溶性无机盐类物质，在人类生活中和工业生产中对水中含盐量有不同的要求，在有些工业（如电子工业、制药工业）用水中，要求水中含盐量要很低，需经除盐制备纯水或高纯水。离子交换法是除盐的主要方法，对于市政工程和环境科学与工程的工作人员，掌握离子交换技术及其除盐机理十分必要。 1.实验目的与原理 1.1 实验目的 通过离子交换再生及除盐实验过程，使学生了解并掌握离子交换法除盐的技术操作，熟悉离子交换除盐过程，并加深离子交换基本理论及再生原理的理解。该实验涉及给水排水工程、环境工程、城市水资源等多个专业，掌握离子交换除盐技术，对提高学生综合实验及实践能力极为重要。 1.2 实验原理 1.2.1离子交换原理 离子交换树脂是一种不溶于水的高分子化合物，由空间结构骨架与附属在骨架上的活性基团组成[1]。活性基团在水溶液中电离，并于溶液中其他同性粒子发生交换反应。离子交换反应可以是中和反应、中性盐分解反应或复分解反应。 1.2.2失效树脂的再生 运行制水和交换再生是离子交换水处理的两个主要阶段，树脂失去继续交换离子的能力，称为失效。离子交换树脂交换能力被恢复过程称为再生。以下主要介绍一下强酸H交换器的再生和强碱OH交换器的再生。 1）强酸H交换器的再生 强酸H交换器失效后，必须用强酸进行再生，通常用HCl或H2SO4。再生时的交换反应如下： 相对来说，由于HCl再生时不会有沉淀物析出，所以操作比较简单。再生
一、填空题 1、离子交换树脂的交换容量分为全交换容量、工作交换容量、平衡交换容量。 2、按离子交换树脂的结构，离子交换树脂分为凝胶型树脂、大孔型树脂、超凝胶型树脂和均孔型强碱型阴树脂。 3、树脂型号为001×7，第一位数字代表活性基团代号，第二位数字代表骨架代号，第三位数字代表顺序代号，×代表联接符号，第四位数字代表交联度。 4、树脂的污染主要分为有机物污染，无机物污染，硅酸根污染。 5、阴树脂发生硅酸根污染的主要原因为未及时再生或者再生不彻底。 6、离子交换器体再生分为顺流再生、逆流再生、分流再生和串联再生四种。 7、被处理的水流经离子交换树脂层时，其离子交换树脂按水流顺序可分为失效层、工作层、保护层。 8、离子交换树脂的可逆性是反复使用的基础。 9、离子交换器再生过程中，提高再生液温度，能增加再生程度，主要因为加快了扩散和膜扩散的速度。 10、混床反洗分层是利用阴阳树脂密度不同；若反洗效果不佳，可通过加碱浸泡后，重新反洗分层。 11、运行规程中，阳床出水Na＞100ug/L，即为失效；阴床出水DD＞5us/cm或SiO2＞50ug/L，即为失效；混床出水DD＞0.2us/cm或SiO2＞20ug/L，即为失效。 12、运行分析中测量钠离子，所用碱化剂为二异丙氨，控制样水pH＞10，pNa4=2300ug/L。 13、每台阳离子交换器的额定制水量为205t/h，每台阴离子交换器额定制水量
为205t/h,每台混合离子交换器的额定制水量为235t/h。 14、除盐水的主要监测的项目为电导率和二氧化硅，其标准分别为DD≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L。 15、阳床或阴床或混床失效时应停运进行再生。 16、001×7型树脂是强酸阳离子交换树脂。 17、离子交换器的交换过程，实质上就是工作层逐渐下移的过程。 18、强弱碱树脂联合使用，弱阴树脂交换强酸根离子，强阴树脂交换弱酸根离子。 19、混床阴阳树脂的填装比例阴：阳=2：1。 20、阴树脂再生液加热温度控制围30～45℃。 21、强碱阴离子交换器失效时首先漏过的是硅酸氢根。 22、树脂由骨架和活性基团两部分组成。 23、混床反洗的主要作用阴阳树脂分层。 24、树脂型号为201×7，其中2表示该树脂为强碱性。 25、离子交换树脂的再生过程实际上是除盐制水过程的逆反应。 26、判断混床阳阴树脂反洗分层终点的依据是阳阴树脂有明显的分层线。 27、若混床阳阴树脂反洗分层界线不明显时，应给混床进入1～2%浓度的NaOH 溶液，然后重新分层。 28、我厂除盐水系统混床反洗后，树脂分为两层，上层为阴树脂，下层为阳树脂，两层树脂高度分别为2比1。 29、我厂阳离子交换树脂再生采用的再生剂为盐酸，阴离子交换树脂的再生剂为氢氧化钠。 30、我厂除碳器填料为Φ40多面PP空心球，除碳器的作用是去除阳床出水中
离子交换水处理设备工艺原理及应用 自然界中，天然水中通常含有各种种类不同、浓度不同的可溶性无机盐类，在人类日常生活和工、农业生产中，对水中的无机盐的种类和浓度均有不同的要求，所以必须对不符合标准的水进行除盐处理，传统的除盐方法采用的是阴、阳离子交换树脂化学除盐工艺，也叫复床处理工艺。 采用顺流或逆流再生的阴、阳离子交换器，适应于各种给水除盐或水质脱碱的工业给水处理。阴、阳离子交换器可以除去水中的阳离子和阴离子，以阴、阳离子交换器及除二氧化碳器为单元可以组合成各种各样的复床式脱盐系统。能除去水中大部分的盐类，是各种离子交换水处理设备工艺中的基本设备。 工艺原理 当含有各种离子的原水通过氢(H)型阳离子交换树脂H+)被交换到水中，与水中的阴离子组成相应的无机酸。将含有无机酸的水再通过氢氧(OH)型阴离子交换树脂时，水中的阴离子被树脂OH-)被交换到水中，并与水中的氢离子(H+)结合成水。 这样，原水在经过离子交换除盐工艺处理后，即可将水中的成盐离子“完全”除去，从而获得除盐水，这种离子交换除盐工艺被称为化学除盐工艺。
原水中含有大量的碳酸盐，它是构成水中碱度的主要成分。在化学水处理工艺的脱碱软化或除盐过程中，原水经阳床交换后，水中的钙( Ga2+ )、镁( Mg2+ )、钠 ( Na+ )离子被阳离子交 换树脂所吸附，水中的碳酸盐在交换后则形成大量的碳酸。 在一定温度下，水中的碳酸化合物的比例与水的氢离子(H+)浓度有关。当pH<4.5 时，水中的碳酸( H2CO3 )几乎全部以游离二氧化碳( CO2 )的形式存在。大量的游离二氧化碳(CO2)存在于水中会影响水质。所以当原水中的碳酸根( CO2)的含量超过 50mg/L 时，应设置除碳器以除去水中的游离二氧化碳( CO2 )。吸附，树脂上的可交换氢氧根离子(时，水中的阳离子被树脂吸附，树脂上的可交换氢离子。 应用范围: 离子交换器(柱)主要用于锅炉、电站、化工、轻工、纺织、生物、制药、电子等工业需进行硬水软化，去离子水的制备场合。根据用户对水质的要求不同，形成不同组合的工艺流程，可制得符合用户要求的各种软水，纯水。 工艺流程
离子交换树脂在水处理中的应用 郭亚丽 （太原城市职业技术学院，山西太原０３００２７） ［摘要］离子交换树脂的用途十分广泛，如工业领域中的分离、纯化、回收、催化，化学分析中的纯化、富集等都可用离子交换树脂。随着离子交换技术的不断发展，树脂在水处理领域的应用不断扩大，越来越显示出它的优越性，具有可深度净化、效率高及能达到综合回收等优点。 ［关键词］离子交换树脂；水处理；应用 ［中图分类号］ｘ５［文献标识码】Ａ［文章编号］１６７３—００４６（２０１０）６－０１７１—０２ 水处理工艺中，离子交换树脂的用途十分广泛。在给水处理中，可用于水质软化和脱盐，制取软化水、纯水和超纯水；在废水处理中，可除去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；在化工、生物制药等方面，能有效地进行分离、浓缩、提纯等。 离子交换工艺具有可深度净化、效率高及可综合回收等优点。随着工业向高技术发展，对工业用水的水质也提出了更高纯度的要求，此外，环境废水的深度处理也变得更加必要，离子交换技术因而占有十分重要的地位。 一、原理 离子交换树脂的单元结构主要由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。在水溶液中，连接在离子交换树脂固定不变的骨架上的功能基能离解出可交换离子，这些离子在较大范围内可以自由移动并能扩散到溶液中。同时，溶液中的同类型离子也能扩散到整个树脂多孔结构内部，这两种离子之间的浓度差推动它们互相交换，其浓度差越大，交换速度就越快；同时由于离子交换树脂上所带的一定的功能基对于各种离子的亲和力大小各不相同，所以在人为控制的条件下，功能基离解出来的可交换离子就可与溶液里的同类型离子发生交换。 阳离子交换过程可用下式表示： Ｒ—Ａ＋＋Ｂ＋＝Ｒ—Ｂ＋＋Ａ＋（１） 阴离子交换过程可用下式表示： Ｒ＋Ｃ一＋Ｄ一＝Ｒ＋Ｄ一＋Ｃ一（２） 式中Ｒ一树脂本体；Ａ、Ｃ一树脂上可被交换的离子；Ｂ、嘴液中的交换离子。 二、离子交换树脂的应用 １．盐溶液中有用元素的提取和回收 从盐类水溶液中提取有用元素，是利用离子交换树脂能从溶液中有选择性地吸附某种离子的特性。王敏用离子交换法处理铼含量为１２０ｍｇ／Ｌ的铜冶炼厂废液进行了试验研究，选用大孔强碱性树脂Ｄ２９６进行交换，研究发现，Ｄ２９６对铼有较好的吸附作用，经洗涤蒸馏后，可析出铼酸铵晶体产品。 金、铂和银都是价值极高和有重要用途的贵金属， 用离子交换树脂从废液中回收这些贵重金属是很有价值的。这些金属在废液中总是以具有极高选择性效应的阴离子络合物存在如ＰｅＣｋ扣，Ａｕ（ＣＮ）｝，Ａｇ（ｃＮ）扣，Ａ般（ｓ２０３）产等，因此即使在含有痕量贵金属和高浓度盐类的废液中，也能用离子交换树脂将其回收。 ２．水的软化 水中的Ｃ矿、Ｍａ２＋含量在０．４ｍｍｏｌ／Ｌ以上时称为硬水。如果硬水中含有ＨＣＯ｝时，则加热时会产生ＣａＣＯ， 和ＭｇＣＯ，沉淀，锅炉在使用这种水时在运行中会有结垢，造成危害。离子交换法软化水，是将水中的Ｃａ２＋、Ｍ矿除去，使水软化，因此实质是一＝撇脱盐法。软化水系统—般以减少水中的钙镁离子的含量为主，有些软化系统中还可以去掉水中的碳酸盐，甚至还可以降低水中的阴阳离子的含量（即降低水中的含盐量）。 ３．除盐水、纯水、高纯水的制备 纯水是随着工业对水质要求的日益严格而不断发展起来的。如半导体、集成电路的日趋微型化，工艺用水的纯度要求越来越高，目前纯水已经成为集成电路的基础材料之一。超纯水制备中离子交换树脂是最主要的纯化手段，是脱盐的关键。通过离子交换反应将原水中的所有的溶解性的盐类以及游离态的酸碱离子除去，可制取除盐水。 （１）离子交换除盐工艺 用离子交换树脂制取去离子水的工艺过程是使原水先通过强酸性阳离子交换树脂除去阳离子，再通过强碱性阴离子交换树脂去掉阴离子。选用何种除盐水系统和设备主要依据出水质量、系统产水量及进水水质情况。 （２）纯水、高纯水的制备 纯水或高纯水在工业部门、科研机构、尖端技术领 域中有广泛的应用。高纯水除对水中残余无机盐的含量要求极严格以外，对水中的各种金属离子的含量、有机物的含量、微粒粒径、微生物的数量均有严格的指标；纯水系统的对象与高纯水的相同，超纯水系水质接 万方数据
水处理技术中离子交换树脂使用说明 一、树脂保存方法 离子交换树脂不能露天存放，存放处的温度为0-40℃，当存放处温度稍低于0℃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。 二、树脂预处理 将准备装柱使用的新树脂，先用热水（清洁的自来水即可）反复清洗，阳离子交换树脂可用70-80℃的热水，阴离子交换树脂的耐热性能较差一些，可用50-60℃热水。开始浸洗时，每隔约15分钟换水一次，浸洗时要不时搅动，换水4-5次后，可隔约30分钟换水一次，总共换水7-8次，浸洗至浸洗水不带褐色，泡沫很少时为止。 水洗后，再经酸碱处理，阳离子交换树脂可按下述步骤处理： 用1N盐酸缓慢流过树脂，用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍，每小时1.5倍床层体积流过。 用水冲洗，出水PH为5左右，用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂，流速与1相同。 用1NNaOH流过树脂，用量及流速与1相同。
用水冲洗至出水PH为9左右。 用1N盐酸或硫酸，将树脂转成H型，用量为树脂体积的3-5倍，流速与1相同。 酸流完后，用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时，即可投入使用。 对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序，可采用碱→酸→碱次序，酸、碱用量及流速，强碱树脂与强酸树脂相对应，弱碱树脂与弱酸树脂相对应。 三、树脂的复活处理 在离子交换树脂使用过程中，经过一段时间运转后，往往会发生出水质量逐渐下降、交换容量逐渐降低等现象。这一般是由于树脂在运转过程中受到污染造成。在废水和生化物质提炼中，由于成份比较复杂，树脂更易受到污染，因此应采取适当的措施进行复活处理，针对不同情况，采用不同的复活处理工艺，本公司可视具体情况进行技术指导。
第九章 离子交换法水处理
Water pollution control theory and technology
水污染控制与技术
目录
9.1、概述 9.2、基本原理 9.3、离子交换剂的种类 9.4、离子交换工艺 9.5、离子交换的应用
9.1 概述
一、 定义
?离子交换法是一种借助于离子交换剂(ion exchange resin)上 的离子和废水中的离子进行交换反应而除去废水中有害离子的 方法。 ?离子交换过程也可以看成是一种特殊吸附过程，所以在许多 方面都与吸附过程类同。 ?离子交换过程的特点在于:它主要吸附水中以离子态存在的物 质，并进行等当量的离子交换。
二、发展
1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换现象；
1876年莱姆伯格（Lemberg） 揭示了离子交换的可逆性和化学计量关 系；
1935年亚当斯（Aclams）和霍姆斯（Holmes）人工合成了聚酚醛强酸 性阳离子树脂和聚苯胺醛系弱碱阴离子交换树脂；
1940年应用于工业生产；
1951年我国开始合成树脂。
20世世60年代,离子交换树脂的发展又聚得了重要突破,美国罗姆－哈斯 公司（Rohm & Hass)和拜耳公司(Bayer)合成了一系列物理结构和过去 完全不同的大孔结构离子交换树脂,这类树脂除具有普通离子交换树脂 的交换基团餐,同时还有像无机和碳质吸附剂及催化剂那样的大孔型毛 细孔结构,使离子交换树脂兼具了离子交换和吸附的功能,为离子交换树 脂的广泛应用开辟了新的前景.
离子交换除盐系统介绍 软化水处理设备：离子交换除盐系统介绍 离子交换除盐 除去水中离子态杂质的主要方法之一是离子交换法。水处理中常用到的离子交换法有Na离子交换、H离子交换和OH离子交换。根据应用目的的不同，它们组合成的水处理工艺有：为除去水中硬度的Na离子交换的软化处理;为除去硬度并降低碱度的H—Na离子交换的软化降碱处理以及为除去水中全部溶解盐类的H—OH离子交换的除盐处理。 动态离子交换过程 工业上常用的是动态离子交换法，即水在流动状态下完成的离子交换过程。用动态离子交换处理水，不但可以连续制水，而且由于交换反应的生成物不断被排除，因此离子交换反应进行得较为完全。 一、离子交换原理 离子交换树脂遇水时，可交换离子在水分子的作用下，有向水中扩散的倾向，从而使树脂功能基上留有与可交换离子相反的电荷，形成正的或负的电场。由于异性电荷的吸引力而抑制了可
交换离子的进一步扩散，结果在浓差扩散和静电引力两种相反力的作用下，形成厂双电层式结构，即固定离子层和可动离子层(反离子层)。由于树脂是多孔结构，所以双电层存在于网孔的任何部位，图10-1为R—SO3H树脂的双电层结构示意。由于离子交换树脂的骨架结构不变，所以交换作用是在水溶液中的离子和双电层中的反离子之间进行的。 在水溶液中，连接在树脂骨架上的功能基(如—SO3H)能离解出可交换离子(如H+)，并向溶液中扩散，同时溶液巾带同类电荷的离子(如Na+)也能扩散到整个树脂多孔结构的内部，两种离子之间的浓度差推动了它们的扩散和相互交换。所以，改变离子
浓度等环境条件，可促使树脂的可交换离子与水溶液中带同类电荷的离子进行可逆交换。而溶液中带相反电荷的离子(如C1-)，由于受到树脂功能基固定离子层负电场的排斥而不交换。 此外，由于离子交换树脂功能基对各种离子的亲合力大小各不相同，所以在人为控制的条件下，功能基离解出的可交换离子就町与溶液中带同类电荷的离子发生交换。例如，磺酸型阳离子交换树脂(R—SO3H)与含Nacl的水溶液接触时，由于树脂上H+浓度大，而且磺酸基对Na+的亲合力比对H+大，所以树脂上的H+就与溶液中的Na+发生交换，使树脂功能基上原来带有的H+进入溶液，而溶液中的Na+则交换到树脂上，其反应可以用方程式表示如下(右向箭头所示)： 交换以后.树脂由原来的H型变成Na型，失去交换水中Na+的能力。若在N9型树脂中通人浓度较大的HCI(如5%)，此时由于溶液中H+浓度较大，则可将树脂上的Na+置换下来.使树脂重新带上可交换的H+[式(10-1)中左向箭头所示]，恢复了树脂的交换能力，又可重新使用。 交换器的运行制水和树脂的再生是离子交换器—个运行周期的两个主要阶段，运行制水是树脂交换容量的发挥过程，再生是树脂交换容量的恢复过程。下面讨沦这两个过程中的离子交换。
第5节离子交换除盐 需求：高温高压锅炉的补给水、某些电子工业用水等 一、阴离子树脂特性 阴树脂是在粒状高分子化合物母体的最后处理阶段导入各种胺基而成的。 1．强碱性阴离子树脂 ※可以交换经H离子交换出来的各种阴离子。 SO42－、Cl－、HCO3－、HSiO3- ※为彻底除硅：阴离子树脂进水的pH必须较低 ROH + H2SiO3---- RHSiO3 + H2O 若进水酸性降低，则 ROH + NaHSiO3---- RHSiO3 + NaOH 生成的NaOH阻碍反应向右进行。 ※化学稳定性比阳树脂差。 ●易受氧化剂的氧化而变质。特别是其中的氮氧化后，碱性逐渐变弱。交换容量逐渐较少。 ●抗有机物污染能力较差――交换能力逐渐降低。原因尚不清楚。但一般认为阴树脂的交 联程度不均，有机物易被交联紧密部分卡住。 2．弱碱性阴树脂 ※只能与强酸阴离子交换反应（以酸形式存在时）。 如：R-NH3OH +HCl = R-NH3Cl + H2O ※极易再生 ※与强碱阴树脂一快用 弱碱――去除强酸阴离子 强碱――去除其他阴离子 同时，强碱阴树脂的再生废碱液――再生弱碱性阴树脂 ※树脂内部孔隙较大，抗有机污染能力较强，交换容量较大。 二、复床除盐 1）强酸－脱气－强碱：最基本
2）强酸－脱气－弱碱－强碱 适用于有机物含量高，强酸阴离子多的情况 三、混合床 阳、阴树脂按比例混合装在同一反应器内。 再生时分层再生，使用时均匀混合。 相当于许多阳、阴树脂交错排列而成的多级复床。 一般交换反应为： RH＋ROH＋NaCl ---- RNa＋RCl＋H2O 平衡常数（选择性系数）K=K H Na K OH Cl 1/K H2O>>1 交换反应远比复床彻底得多，出水纯度高。 体内再生：见图。 特点（与复床比较）：出水水质好而稳定，交换终点明显，设备也比较少。 缺点：是树脂交换容量的利用率比较低，损耗率大。再生操作复杂。 应用：在除盐系统的最后，起精加工作用。
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同? 从处理工艺上讲,水的化学除盐和水的离子交换软化有如下不同: ①除去水中的离子不同。软化仅要求除去水中的硬度离子(如Ca2﹢、Mg2﹢等) 和碱度(如HCO3﹣),而化学除盐则必须把水中的全部成盐离子(阳、阴离子) 都除掉。 ②处理工艺中使用的离子交换树脂不同。因为软化只要求除去水中的硬度和碱度,所以它可以只使用阳离子交换树脂而化学除盐要除去水中全部成盐离子,所以必须同时使用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂, 而且不能使用“盐型”树脂(即RNa、RCl一类的树脂)。这是因为“盐型”树脂虽然可以除去水中的成盐离子, 但又生成新的成盐离子,使水的含盐量没有“本质”的变化。 如:RNa KHSiO3+RK + NaHSiO 再如:RCl+NaHS03—→ RHSiO3+NaCl 所以要除去水中的成盐离子,则必须同时使用强酸阳树脂和强碱阴树脂: RHROH+ NaHSiO3→RNa/RHSiO3+H2O ③使用的再生剂不同。水的离子交换软化,其树脂失效后可以用盐类来再生。如再生Na型离子交换树脂就可以用食盐做再生剂: R2Ca+2NaCl—→2RNa+CaCl2 在化学除盐工艺中,离子交换树脂失效后,再生剂必须为强酸(HCl或H2SO4) 和强碱(NaOH),不能使用盐类作再生剂。因为当化学除盐工艺的离子交换树脂用盐类再生后,会使树脂转变成“盐型”树脂。而前面讲过,“盐型”树脂用于化学除盐后, 只会改变水中成盐离子的型式,而不能除去水中成盐离子。 佛山市格源环保科技有限公司有着丰富的工业设备清洗除垢经验，还有着一支团队，十年来赢下了良好的口碑和经验，格源值得信赖和选择。
离子交换水处理设备 上一条新闻锅炉启动时应对那些设备进行保..下一条新闻检查恢复厂用电并达到并网条件.. enterlsb转载|栏目：设备点评| 2008-10-28 22:36:44.65 | 阅读13 次 可靠性，通常是指元件、设备或系统在规定的条件下，在预定的时间内完成其预定功能的概率；可靠性管理，作为一种全面的安全管理和质量管理，在各工业部门有着极其重要的作用。对于离子交换水处理设备来说，能否提供数量足够、质量合格的去离子水（即除盐水或软化水，下同），将直接影响用水设备的安全性与经济性，同时也是离子交换设备安全性与经济性的综合反映。因此，确立离子交换设备的可靠性指标，加强分析与管理，对于提高离子交换设备的可靠性是十分必要的。同时，可靠性数据的积累，可为水处理系统的设计、水处理设备出力的正确计算与评价及设备的检修管理等提供可靠的基础数据依据。 2 离子交换设备的特点及其对可靠性的要求 2．1离子交换水处理的本质与特点 水的离子交换处理是水质处理重要方法之一，它是指原水（地下或地表天然水）或废水经过离子交换设备后，去掉溶解杂质的过程。离子交换系统的种类很多，可根据被处理水的杂质成分和处理后的水质要求，选择不同的系统。 离子交换设备，是由离子交换器（金属罐体，内部布水排、水装置及配套的管道、阀门）和离子交换树脂（有机合成物，以下简称树脂）组成。水的离子交换处理的本质，是水经过离子交换设备时，水中溶解杂质与离子交换器内的树脂发生离子交换反应，从而除去这些杂质（此过程称为“制水”）。树脂的交换能力不是无限的，当树脂的交换集团被杂质离子所饱和时，称为离子交换树脂失效，这时须用化学溶液（酸、碱或盐）对树脂进行还原，恢复其交换能力（此过程称为“再生”）。离子交换设备从“制水---失效---再生---制水”为一个循环，在此循环中，制水时间是可制去离子水的时间，而再生时间内虽然对机械设备来说是处在使用之中，但不能制水。再生时间越长，可制去离子水时间越短，也就是说设备的实际制水力就越小，这是区别于其它设备的显著特点。另一方面，对于离子交换设备的备用状态来说，并不是在所有的设备时间内都可以制出去离子水，制水的周期性告诉我们，备用时间内同样包含有再生时间。 2．2离子交换设备对可靠性的要求
三废治理技术课程 离子交换法处理含镍废水工艺方案
离子交换法处理含镍废水工艺方案 一、概述 镀镍作为一种常用的表面处理技术,被广泛的应用于电子、汽车、机械等多种行业。含Ni2+的废水对人体健康和生态环境有着严重危害。含镍废水的常见处理方法有化学沉淀法、真空蒸发回收、电渗析、反渗透及离子交换树脂吸附等。化学沉淀法成本低,但产生的固废需要二次处理;真空蒸发法能耗大;电渗析、反渗透法需要较大的设备投资和能耗,而且存在膜易受污染的问题[1]。 离子交换技术因出水水质好,可回收有用物质,适用于处理浓度低而废水量大的镀镍废水等优点,曾得到广泛的应用。离子交换法应用于镀镍废水处理的主要功能有:(1)去除重金属镍离子,以应对日趋严格的排放标准;(2)回收废水中有价值的金属镍;(3)提高水的循环利用率,节约日益匮乏的水资源;(4)减少环境污染。 随着人们对镀镍废水资源化的兴趣越来越浓厚,离子交换技术作为电镀废水深度处理的有效方法再度引起重视。 二、原理 离子交换树脂是具有三维空间结构的不溶性高分子化合物,其功能基可与水中的离子起交换反应。镀镍废水中的Ni2+离子采用阳离子交换树脂吸附。所用树脂可以是强酸性阳树脂也可以是弱酸性阳树脂,本文以弱酸性阳树脂为例。采用弱酸性阳树脂交换时,通常将树脂转为Na型,因为H型交换速率极慢。含Ni2+废水流经Na型弱酸性阳树脂层时,发生如下交换反应: 2R-COONa+Ni2+→(R-COO) 2 Ni+2Na+ 水中的Ni2+被吸附在树脂上,而树脂上的Na+便进入水中。 当全部树脂层与Ni2+交换达到平衡时,用一定浓度的HCl或H 2SO 4 再生。 (R-COO)2Ni+H 2SO 4 →2R-COOH+NiSO 4 此时树脂为H型,需用NaOH转为Na型。
离子交换树脂处理废水、硝基苯胺废水处理专利资料 1、电去离子技术同步纯化与浓缩电镀镍漂洗水的研究 电去离子(Electrodeionization，EDI)技术，是结合离子交换膜与离子交换树脂，在直流电场作用下实现连续去离子操作的一种复合分离过程。它能够在无需化学酸碱再生的条件下，对低浓度溶液中的离子进行深度脱除与浓缩，具有高效、连续运行、环境友好等显著优点。本文以模拟电镀镍漂洗水为研究对象，考察了EDI对Ni2+离子的脱除和浓缩性能，以期能够实现低浓度重金属废水的零排放与资源化。研究了EDI 装置淡水室中填充树脂比例、内部水流程以及膜堆构造等对EDI运行过程稳定性的影响。研究发现，淡水室中填充的阴阳树脂比例存在最优值，当淡水室中混合填充阴：阳(A：C)树脂比例 2、离子交换法处理电镀含铬废水主要工艺参数研究 用离子交换法处理电镀含铬废水，不仅实现了Cr(Ⅵ)的零排放，而且可以从废液中回收金属化合物。在本课题中，首先通过离子交换实验得出：除杂过程中最佳PH值是在3～4之间，最佳停留时间是5～10min。经过阳离子树脂Cr(Ⅵ)的损失率会随着Cr(Ⅵ)离子浓度增加而增加，最好将Cr(Ⅵ)浓度控制在30g/l以下，阴树脂吸附过程中最佳条件为PH=2左右，吸附平衡时间为7～8h,温度保持室温即可。然后，依据前面得到的实验参数，对实际废水进行了离子交换实验，通过阳离子交换树脂除去其中的金属杂质，然后通过阴离子交换树脂吸附Cr(Ⅵ)。 3、离子交换法处理含铬废水及回收废水中铬酸的研究 对含铬废水的处理与废水中铬酸的回收进行了研究。离子交换作为一种有效的物理化学分离方法，具有优越的分离选择性和成熟的运行经验，操作方便，效果明显。实验采用离子交换树脂处理含铬废水，并对该过程进行系统的研究。通过树脂选型确定采用强碱离子交换树脂SA20；静态实验中，在不同因素影响下，分别考察了预处理、pH值、反应时间、树脂用量、温度等对离子交换过程的影响。实验结果表明：离子交换树脂在pH值为2～4时，对含铬废水的吸附容量较大；对含铬废水的吸附平衡时间为20分钟，该吸附交换过程为自发过程，温度对树脂交换效率影响不明显。在动态实验中，考察了流速、总铬与六价铬、pH 4、离子交换法处理及回用镀铬漂洗废水研究 根据国内外研究现状，在前人研究基础上，选用三种阴离子树脂(D301、D354和D314)进行镀铬漂洗废水处理研究。在静态下进行离子交换树脂的吸附性能研究；在动态条件下进行电镀漂洗废水回用处理模拟实验。同时对三种树脂进行热力学、动力学分析，找出树脂的理想吸附条件；用电子显微镜观察三种树脂吸附前后的微观形态，利用红外光谱探讨其吸附机理，以更好认识树脂吸附行为。结论如下：1)实验表明，D301、D314和D354三种树脂的吸附应在酸性条件下进行；D301和D354两种树脂的吸附能力随反应温度升高而降低，D314的吸附能力随温度升高而提高；提高废水浓度有利于增 5、络合萃取法及离子交换法处理二甲胺废水的研究