离子交换纯水器原理
1.半透膜的选择透过性
2.防止气泡依附在交换树脂上影响离子的交换
3.清理交换树脂上有可能堵塞离子通过的杂质,洗至中性保证饮用的安全
『贰』 离子交换器参数的结构原理是什么
一、离子交换器原理
离子交换法是用离子交换剂上的离子和流体中离子进行交换的方法。流体的离子交换除盐就是顺序用H型阳离子交换树脂将流体中各种阳离子交换成H+,用
OH型阴离子交换树脂将流体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H2O;或者让流体经过阳阴混合离子交换树脂层,流体中阳、阴离子几乎同时被H+和OH-离子所取代。这样,当流体经过离子交换处理后,就可除尽(吸附)流体中各种的无机盐类,交换树脂吸附离子量饱合后,通过酸、碱、盐等药剂进行恢复再生,因而广泛应用于各种工业及民用领域。
二、离子交换器分类
1. 三塔式流动床:装填强酸性阳树脂,用于硬水软化或纯水制备,工业无碘盐再生。
2. 软化器:装填强酸性阳树脂,用于硬水软化或纯水制备、湿法冶金,制糖、制药及味精行业,工业无碘盐再生。
3.阳离子交换器:装填强酸或弱酸性阳树脂,用于纯水或物料脱盐、脱碱、废水处理、贵金属回收及生物提纯。
4.阴离子交换器:装填强碱或弱碱性阴树脂,用于纯水或物料脱盐、抗生素分离、放射元素提炼及生化品分离。
5.混合离子交换器:装填强碱性阳树脂与强碱性阴树脂,按1:2比例均衡混合,用于制备高纯水或超纯水。
6.抛光床交换器:装填非再生型电子级混床树脂,适用于混床后超纯水二次制水,电阻率≥18.2MΩ绝对纯水。
三、主要技术参数
工作压力:0.05MPa~0.6MPa;
工作温度:5℃~40℃(特殊温度可定做);
单机流量:0.5m3/h~200m3/h;
过滤速度:10m3/h~55m3/h;
产品规格:Φ150~Φ2500×H2000~6000mm;
再生方式:顺流、逆流、同时再生;
再生流速:4-25m/hr;
再生剂浓度:4-6%;
再生剂用量:2-4倍的树脂体积;
再生清冼:产品水冲洗呈中性结束;
操作方式:手动或自动阀门控制;
交换器材质:FRP、304、316L、Q235衬胶或涂环氧。
『叁』 离子交换器的工作原理
工作原理就是离子的交换。
运行时:阳树脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
阴树脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+为金属离子,X-为阴离子。
再生过程为其逆过程。
离子交换器的失效控制
离子交换除盐水处理最简单的流程为 阳床-阴床 组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制,即每套一级复床除盐系统包括 阳床、(除碳器)、阴床各一台,在离子交换除盐运行过程中,无论是阳床还是阴床先失效,都是同时再生;还有的一级复床除盐系统采用母管制,即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的,哪一台交换器失效就再生哪一台。
1 检测和控制原理
强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金属离子Na+被吸附的能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,H+.最后被其他阳离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的Na+;因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的;其反应方程为(A代表金属阳离子,R为树脂基团):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移,OH-.被其他阴离子置换下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是最下层的HSiO3-;因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的;其反应方程为(B代表酸根阴离子,R为树脂基团):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制点和控制方法
由于母管制系统包含了单元制系统,而且它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、降低酸碱消耗等优点,我们在研究中主要讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。
以成都生物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例,该系统为母管制水处理系统,系统的结构为:砂滤-活性炭过滤-粗滤-阳床- 一阴-二阴-混床-精滤-纯水罐,系统产水能力为5 t/h,在系统的失效控制研究中,我们提出单元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系统的优点对系统进行失效控制。
(1)RO对各有机溶质的去除率大于NF膜。(2)不同有机溶质的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%、81.45%,而对苯胺的吸光度去除率则分别为61.50%、46.82%)。
3 出水水质
原水经一级复床除盐后,电导率(25℃)低于10μS/cm,水中硅含量低于100μg/L。
『肆』 纯水系统 原理
纯水系统一般指通过各种水处理工艺和水质监测系统来到达到纯化水的目的的一类装置。天然水中常见杂质包括可溶性无机物、有机物、颗粒物、微生物、可溶性气体等。超纯水机就是要尽可能彻底地去处这些杂质。
目前常用净化水质的工艺方法有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、过滤法、吸附法、紫外氧化法等。超纯水机一般可以将水的纯化过程大致分为4大步,预处理(初级净化)、反渗透(生产出纯水),离子交换(可生产出18.2MΩ.cm超纯水)和终端处理(生产出符合特殊要求的超纯水)。
预处理
由于预处理后的水将通过反渗透进行再一步的净化,所以一定要尽量去除对反渗透膜有影响的杂质;主要包括大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子。
为很好的解决这一问题,设计精密过滤器、活性碳吸附过滤器以及软化树脂针对性地去除水中大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子达到最佳的预处理效果。
反渗透
反渗透是使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力,水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边,反渗透可以滤除90%-99%的包括无机离子在内的绝大多数污染物,因为它出众的纯化效率,反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术,因为反渗透能去除大部分的污物。
离子交换
离子交换即是水中的正离子与离子交换树脂中的H+ 离子交换,水中的负离子与离子交换树脂上的OH-离子交换,从而达到纯化水的目的。通过离子交换去除离子,理论上几乎能除去所有的离子物质,在25℃时,出水电阻率达到18.2MΩ。cm。经离子交换出水水质的高低主要取决于离子交换树脂的质量和交换柱内水与树脂的交换效率。
终端处理
主要根据客户的特殊要求生产出超低有机型、无菌型、无热源型等的超纯水。针对不同要求有多种处理方式,如超滤过滤法用于去除热源,双波长紫外氧化法用于降低水中总有机碳(TOC),微滤去除细菌等。
超滤(UF)薄膜则是一个分子筛,它以尺寸为基准,让溶液通过极细微的滤膜,以达到分离溶液中不同大小分子的目的,可将超纯水中的热源含量降至0.001EU/ml以下。双波长紫外氧化法可利用光氧化有机化合物,将超纯水中的总有机碳浓度降低至5ppb以下。
『伍』 混合离子交换器的工作原理
阴、阳离子交换(混合床)是用于初级纯水的进一步精制,一般设置于阴、阳离子交换器之后,也可设置在电渗析或反渗透后串联后使用,当进水口水质在一般含盐量下,出水量可降至0.1毫克/升以下,含硅根≤0.05毫克/升,导电度≤1微姆/厘米。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸化工等工业部门应用。
● 工作原理 混合床离子交换法,就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中,在运行前将它们均匀混合,所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床,水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器,则被树脂交换,而得到高度纯水。 在混合床中,由于阴、阳树脂是相互混匀的,所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行,或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的,经H型交换所产生的H+和经过OH型交换所产生的OH-都不能积累起来,基本上消除反离子的影响,交换进行得比较彻底。 由于进入混合床的初级纯水质较好,交换器的负载较轻,树脂的交换能力很长时间才被子耗竭。 本混合床采用体内再生法,再生时首先利用两种树脂的比重不同,用反洗使用权阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
『陆』 简述采用离子交换法制备纯化水的过程
离子交换设备介绍
离子交换设备是一种传统的、工艺成熟的脱盐处理设备,其原理是在一定条件下,依靠离子交换剂(树脂)所具有的某种离子和预处理水中同电性的离子相互交换而达到软化、除碱、除盐等功能。用于深度脱盐处理,产水电阻率动态可达到18MΩ·cm。
离子交换的基本原理:
采用离子交换方法,可以把水中阳、阴离子去除。以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应式:
1.阳离子交换柱:R-H+Na+=R–Na+H+
2.阴离子交换柱:R–OH+Cl-=R–Cl-+OH-
阳、阴离子交换柱串联以后称为复合床,其总的反应式:
R-H+R-OH+NaCl=R-Na+R-Cl+H2O
由此得出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物为H2O,故达到了去除水中盐的作用。
离子交换设备工艺
1、预处理-反渗透-水箱-阳床-阴床-混合床-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-精制混床-精密过滤器-用水对象
2、预处理-一级反渗透-加药机(PH调节)-中间水箱-二级反渗透-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
3、预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
离子交换设备应用领域:
1)水处理-离子交换设备
2) 食品工业
3) 制药行业
4) 合成化学和石油化学工业
5) 环境保护
『柒』 纯水和超纯水的区别及纯水仪的工作原理
纯水:
纯水指的是不含杂质的H2O,纯水主要是使用反渗透进行过滤,从而达到纯水的要求,纯水的水质清澈,没有任何的杂质,能够有效的避免细菌的入侵,能够安全、有效的为人体补充水分,有促进新陈代谢的作用。
超纯水:
超纯水指的是水中的离子几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。需要经过预处理、反渗透、EDI、树脂、杀菌器等多层工艺才能够制成,超纯水的电阻率能够达到18兆欧·CM,最高能够达到18.25兆欧·CM。
有什么区别?
1.制造工艺不同:
纯水一般是使用反渗透或者蒸馏等方式即可制得。
超纯水一般需要经过预处理、反渗透、EDI、树脂、杀菌器等多层工艺才能够制成。
2.用途不同:
纯水一般用于化工、冶金、宇航、电力、电子工业、生物、化学等领域。
超纯水的应用非常广泛,一般应用于生产显示器、硬盘、CD-ROM等用水,极端超纯水用终端精处理混床、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃等领域。
3.电导率不同:
纯水电导率在 2-10us/cm 之间。
超纯水的电导率为 0.056us/cm。
4.水中杂质指标不同:
纯水的杂质含量为ppm级别的,ppm就是百万分率或百万分之几。
而超纯水一般除了水分子之外,几乎没有杂质,也没有细菌、病毒等物质,也没有人体所需要的矿物质,所以一般用于工业。
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『捌』 离子交换设备的工作原理
离子交换来系统是通过阴阳离源子树脂对水中的阴阳离子进行置换的处理工艺,离子交换设备中的阴阳离子交换树脂按照不同的比例进行搭配,组成离子交换阳床系统、离子交换阴床系统和离子混床系统三种。混床系统是在反渗透处理工艺后用来制取超纯水。离子交换设备采用离子交换方法,把水中的阴阳离子清除,用氯化钠代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应方程式如下:
阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+
阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
阳、阴离子交换树脂总的反应式为:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
从而看出,水中的氯化钠已分别被树脂上的氢离子和氢氧根离子所取代,生成水,达到清除水中盐的作用。
『玖』 离子交换法净化水的原理
1、比如粒子交换柱上是—OH,那你流过含H+的水,阴粒子就被—OH换了下来.水量就增专加了点..其他粒子属吸收方法类似...
2、混合离子主其实是吸收非离子杂质
3、含杂质的水导电率高,因为纯水是绝缘的,含杂质越多导电性能越好...因为有可移动的离子了
4、这些反应是可逆反应
『拾』 离子交换树脂纯水原理
过阳离子后可以使水质变为酸性,除去水中的硅、碳酸等,而且酸性水有利于阴离内子树脂,混合离子容相当于很多个阴阳树脂,离子交换产生的H+和OH-离子很容易就结合为水分子,水中电解的离子几乎就没有了,出水纯度可以达到10兆欧,这个才是相对意义上的纯水。