软化与除盐_水与废水物化处理的原理与工艺_水处理工程_讲义_09
10页1、. . . .第九章 软化与除盐(Softening and Salt Removal)第1节 概述一、水中主要溶解杂质离子:Ca2+, Mg2+, Na+(K+) HCO3-, SO42-, Cl- 一般Fe2+, SiO32-含量较少。气体:CO2,O2总硬度:Ca2+, Mg2+, 碳酸盐硬度(暂时硬度) 非碳酸盐硬度含盐量:阳阴软化:降低硬度除碱:HCO3(锅炉给水、碱度太高,会汽水共沸)除盐:降低含盐量二、硬度单位 mmol/L, meq/L, 度(我国用德国度) 德国度10 mg CaO/L 美国度1mg CaCO3/L三、水的纯度以含盐量或水的电阻率表示(单位:欧姆 厘米)淡化水:高含盐量水经局部处理脱盐水:相当于普通蒸馏水,含盐量15mg/L纯水:亦称去离子水,含盐量1mg/L高纯水:含盐量硬度,还应去除多余的HCO3若水中存在Fe离子,也要消耗Ca(OH)2所以,石灰投加量:CaO = CO2 + Ca(HCO3)2 + 2Mg(HCO3)2 + Fe +a为尽量降低碳酸盐硬度,石灰混凝沉淀可以同时进行。注意:石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度二、石灰纯碱法去
2、除碳酸盐和非碳酸盐硬度CaSO4 + Na2CO3 -CaCO3+ Na2SO4MgSO4 + Na2CO3 -MgCO3 + Na2SO4MgCO3 + Ca(OH)2 CaCO3+Mg(OH)2但纯碱太贵,此法一般不用。三、石灰石膏法 当原水的碱度大于硬度,即负硬度(有碱度存在时)出现时2NaHCO3 + CaSO4 + Ca(OH)2- 2CaCO3 + Na2SO4 + 2H2O第3节 离子交换基本知识一、 离子交换剂:磺化煤(煤磨碎后经浓硫酸处理得到) 离子交换树脂 二、离子交换树脂1结构* 母体(骨架):高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物 根据组成母体的单体材料:苯乙烯(最广泛)、丙烯酸、酚醛系列* 活性基团:遇水电离,称为固定部分和活动部分 具有交换性(可交换离子) 如聚苯乙烯磺化磺酸基团(SO3H)一种强酸性阳离子树脂强酸阳离子:RSO3H弱酸阳离子:RCOOH强碱阴离子:RNOH季胺弱碱阴离子:RNHOH叔胺 RNH2OH仲胺 RNH3OH(伯胺)* 微孔形态:凝胶型、大孔型、等孔型等2命名 全名称:(微孔型态)(骨架名称)(基本名称) 如凝胶型苯乙烯系强酸
3、型阳离子交换树脂 为了区别同一类树脂的产品,有时在前面加上一些数字。3主要性能1) 密度:湿真密度:1.1-1.3 g/ml 溶胀后的质量与本身所占体积之比(不包括树脂颗粒之间的孔隙),用于确定反冲洗强度,混合床的分层 湿视密度(堆积体积):0.6-0.85 g/ml 计算树脂用量2) 交换容量:是树脂最重要的性能,表示树脂交换能力的大小。 以体积和重量两种表示方式。全交换容量:可用滴定法测定或从理论上计算工作交换容量:实际工作条件下的,全的60703) 离子交换树脂的选择性与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系,同时也受离子浓度和温度的影响。在常温和低浓度时:* 离子电荷愈多,愈易被交换* 原子序数愈大,即水合半径愈小,愈易被交换: Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+= NH4+ Na+Li+ SO42-NO3-Cl-HCO3-HSiO3-* H和OH的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。 对于强酸阳树脂:H+Li+ 而对于弱酸阳树脂:H+Fe3+三、离子交换平衡离子交换也是一种化学反应,存在交换平衡。 RA + B- - RB +A+离子交换选择系数为: KAB=
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