离子交换器内部结构
离子交换树脂原理即是离子交换树把溶液中的盐分脱离出来的过程:
离子交换树脂作用环境中的水溶液中,含有的金属阳离子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)与阳离子交换树脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基团,在水中易生成H+离子)上的H+进行离子交换,使得溶液中的阳离子被转移到树脂上,而树脂上的H+交换到水中,(即为阳离子交换树脂原理)。
水溶液中的阴离子(Cl-、HCO3-等)与阴离子交换树脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亚胺基(—NH2)等碱性基团,在水中易生成OH-离子)上的OH-进行交换,水中阴离子被转移到树脂上,而树脂上的OH-交换到水中,(即为阴离子交换树脂原理)。而H+与OH-相结合生成水,从而达到脱盐的目的。
(1)离子交换器内部结构扩展阅读:
离子交换树脂使用方法:
1、预选。离子交换树脂的粒度一般控制在20-35目,有些可达到50目,因此在使用前要先干燥,粉碎,过筛,通常干燥时在烘箱中进行,亦可在装有五氧化二磷、氧化钙或者浓硫酸的干燥器中进行,粉碎时不要分得过细,否则影响实验收率。
2、预处理。强碱性离子交换树脂应先用20倍树脂体积的4%氢氧化钠水溶液处理,然后用10倍体积的水洗,再用10倍量4%盐酸处理,最后用蒸馏水洗至中性,然后将氯型转化成OH型,再转化成氯型,最后用10倍4%氢氧化钠水溶液处理。弱碱性离子交换树脂处理时只需用10倍量蒸馏水洗即可,不必洗至中性。
3、装柱。将处理好的树脂至于烧杯中,加水充分搅拌除掉气泡,静置几分钟待树脂大部分沉降后,倾去上层泥状颗粒;反复操作直至上层液澄清后,即可装柱。注意要在柱子底部放1cm后的玻璃丝,用玻璃棒将其压平,将树脂倒入柱子中,还要注意防止气泡产生。
4、树脂交换。将样品配制成一定浓度的水溶液,以适当流速通过柱子,亦可将样品溶液反复通过柱子,直到成分交换完全。用显色法检验成分是否交换彻底。
5、树脂洗脱。注意亲和力弱的成分先被洗下来,常用的离子交换树脂洗脱剂有强酸、强碱、盐类、不同pH缓冲溶液、有机溶液等,可选择梯度洗脱或者单一浓度洗脱。
6、树脂再生。
⑵ 无顶压逆流再生钠离子交换器的结构简述
1. 进水装置
在设备的上部设有进水装置,能使水均匀的分布在交换剂层上。
2. 中排回装置 :答 中排装置设置在离子交换树脂层和压脂层的分界面上,用于排泄再生食盐废液和进小反洗水,型式为:DN500桪N600型为双母管式,DN800桪N3200型为支管母管式,管上开小孔布液,管外包覆塑料窗纱及60目尼龙网各一层,材质均为20号钢。
3. 排水装置: DN1200及以下的设备采用多孔板上装设滤水帽,DN1500及以上设备有两种形式,及多孔板上装设滤水帽或用石英砂垫层。多孔板材质按设备规格不同而异,DN500?00型用硬聚氯乙烯制作,DN800桪N3200型采用钢制多孔板,砂垫层配比按要求装填。 另外,在交换器下部排水帽处、树脂面处及最大反洗膨胀高度处各设视镜一个,用以观察体内工况。考虑到树脂的水力装卸,筒体上部设树脂输入口,在筒体下部近多孔板处设树脂卸出口。
⑶ 逆流再生离子交换器与顺流再生离子交换器相比结构上的主要区别是
以碳钢型离子交抄换器为例袭:逆流再生与顺流再生交换器,在结构上的区别是,逆流再生交换器有中排装置,顺流再生工艺的交换器没有,但逆流再生工艺优于顺流再生工艺。网络上我的图片,就是逆流再生工艺设备…。一杰水质
⑷ 离子交换色谱的原理以及阴阳离子交换树脂的特性
离子交换树脂的结构:
离子交换树脂主要由高分子骨架和活性基团两部分组成,高分子骨架是惰性的网状结构骨架,是不溶于酸或碱的高分子物质,常用的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯聚合得到树脂的骨架。
而活性基团不能自由移动的官能团离子和可以自由移动的可交换离子两部分组成,可交换离子能够决定树脂所吸附的离子,比如可交换离子为H型阳离子交换树脂,那么这个树脂能够吸附的离子,就是H型阳离子,而官能团离子能够决定树脂的“酸"、“碱"性和交换能力的强弱,比如官能团离子是强酸性离子,那么树脂就是强酸性离子交换树脂。
离子交换树脂的内部结构:
1.凝胶型树脂是由纯单体混合物经缩合或聚合而成的,结构为微孔状,合成的工艺比较简单,孔径大概在1-2nm左右,凝胶型树脂的操作容量高,产水量高,物理强度好,且再生效率高,被广泛应用在食品饮料加工,超纯水制备,饮用水过滤,硬水软化,制糖业,制药等领域。
2.大孔型树脂的孔径一般在10nm左右,在树脂中孔径是比较大的,所以被称为大孔型树脂,且孔径不会随着周围的环境而变化,能够弥补凝胶型树脂不能在非水系统中使用的缺点,吸附能力非常强大,不易碎裂,耐氧化好,操作容量高,能够应用在医药领域、除重金属污染、药品纯化、水处理中除去碳酸硬度、冷凝水精处理等领域。
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⑸ 总结一下根,茎,叶,叶柄的不同之处,重点是内部结构
功能讲的话:
根:从土壤中吸收水和无机盐。
茎:把水和无机盐运到叶,把叶制造的有机物运到根。
叶:通过光合作用制造有机物。
三者关系是相互依赖。
内部结构的话:
根:
根是维管植物体轴的地下部分(此图为气根),主要起固着和吸收作用,同时还有合成和贮藏有机物,以及进行营养繁殖的功能。根上不生长叶和花,它虽然和茎一样有分枝,但分枝(侧根)来源不同。藻类和苔藓植物没有根,蕨类植物中最原始的松叶蕨、梅西蕨和古代最早的陆生化石莱尼蕨也没有真正的根,只在地下的根状茎上有具吸收功能的假根;大多数现存的蕨类植物、裸子植物和被子植物才有真正根的结构。根是陆生植物从土壤中吸收水分和无机盐的器官,也是固定地上植物体的器官。
根系
当种子萌发时,胚根发育成幼根突破种皮,与地面垂直向下生长为主根。当主根生长到一定程度时,从其内部生出许多支根,称侧根。除了主根和侧根外,在茎、叶或老根上生出的根,叫做不定根。反复多次分支,形成整个植物的根系。
直根系的主要特点是主根明显比侧根粗而长,从主根上生出侧根,主次分明;须根系的主要特点是主根和侧根无明显区别 。
根的结构组成
根分为根尖结构、初生结构和次生结构三部分。根尖是主根或侧根尖端,是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分,也是根的生长、延长及吸收水分的主要部分。根尖包含根冠、分生区、延长区和成熟区。由根尖顶端分生组织经过细胞分裂、生长和分化形成了根的成熟结构,这种生长过程为初生生长。在初生生长过程中形成的各种成熟组织属初生组织,由它们构成根的结构,就是根的初生结构。若从根尖成熟区作一横切面可观察到根的全部初生结构,从外至内分为表皮、皮层和维管柱三部分。有形成层细胞分裂形成的结构与根尖、茎尖生长椎分生组织细胞分裂形成的初生结构相区别,称它们为次生结构。
功能
根是在长期进化过程中适应陆地生活发展起来的器官,它的功能有:
◇吸收水分和无机盐
根系从土壤中吸收水分的最活跃部位,是根端的根毛区。通常仅由根系的活动而引起的吸水现象,称为主动吸水,而把由地上部分的蒸腾作用所产生的吸水过程,称被动吸水。根系从土壤中吸收矿物质是一个主动的生理过程,它与水分的吸收之间,各自保持着相对的独立性。根部吸收矿质元素最活跃的区域是根冠与顶端分生组织,以及根毛发生区。土壤中的各种离子先吸附在根表面,然后经能量转换与 的作用,通过细胞膜进入细胞中,再由细胞间的离子交换、进入维管柱的木质部导管。
◇固着和支持作用
根系将植物的地上部分牢固地固着在土壤中。
◇合成能力
根部能进行一系列有机化合物的合成转化。其中包括有组成蛋白质的氨基酸,如谷氨酸、天门冬氨酸和脯氨酸等;各类植物激素,如 乙酸、细胞分裂素类,以及少量的乙烯等。
◇贮藏功能
根的薄壁组织发达,是贮藏物质的场所。
◇输导功能
输导功能是由根尖以上的部位来完成的。由根毛和表皮细胞吸收的水和无机盐通过根的维管组织输送给茎和叶的,而叶所制造的有机物也通过茎送到根,由根的维管组织输送到根的各部分,维持根的生长和生活。
◇菌根和根瘤
许多植物的根系与土壤中的微生物建立了共生关系,在植物体上形成菌根或根瘤。某些种子植物的根与土壤真菌共生所形成的共生体,称为菌根。根据真菌对寄主皮层细胞浸染的情况,又分为两种类型:外生菌根,真菌形成一鞘层,即菌丝罩,整个包裹着幼根的外部,只有少数菌丝侵入到根皮层的细胞间隙中,如松树、栎树等。内生菌根,真菌形成不明显的罩子,而大部分菌丝均侵入到根部皮层的细胞内部,如兰属、草莓等。菌根真菌的菌丝如同根毛一样,起吸收水分与矿质营养的作用。还能将土壤中的矿质盐和有机物质,转变为易于寄主吸收的营养物质,以及可制造维生素等,供给根系。而寄主植物分泌的糖类、氨基酸及其它有机物质又可供真菌生活,因此两者为共生关系。豆科植物与根瘤细菌的共生体,即为根瘤。根瘤的维管束与根的维管柱连接,两者可互通营养,一方面豆科植物将水分及营养物质供给根瘤细菌的生长;另一方面根瘤细菌也将固定合成的铵态氮,通过输导组织运送给寄主植物。
茎:
茎(stem)的定义
维管植物地上部分的骨干,上面着生叶、花和果实。它具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间的作用。有的茎还具有光合作用、贮藏营养物质和繁殖的功能。
茎上着生叶的位置叫节,两节之间的部分叫节间。茎顶端和节上叶腋处都生有芽,当叶子脱落后,节上留有痕迹叫做叶痕。这些茎的形态特征可与根相区别。
大多数种子植物茎的外形为圆柱形,也有少数植物的茎有其他形状,如莎草科植物的茎呈三角柱形,唇形科植物茎为方柱形,有些仙人掌科植物的茎为扁圆形或多角柱形。在木本植物茎的外形上,还可以看到芽鳞痕,可以看出树苗或枝条每年芽发展时芽鳞脱落的痕迹,从而可以计算出树苗或枝条的年龄。
茎的分枝
茎的分枝是普遍现象,能够增加植物的体积,充分地利用阳光和外界物质,有利繁殖新后代。各种植物分枝有一定规律。
(1)二叉分枝
这是比较原始的分枝方式,分枝时顶端分生组织平分为两半,每半各形成一小枝,并且在一定时候又进行同样的分枝,因此这种分枝统称二叉分枝。苔藓植物和蕨类植物具这种分枝方式。
(2)单轴分枝
顶芽不断向上生长,成为粗壮主干,各级分枝由下向上依次细短,树冠呈尖塔形。多见于裸子植物,如松杉类的柏、杉、水杉、银杉以及部分被子植物,如杨山毛榉等。
(3)合轴分枝
茎在生长中,顶芽生长迟缓,或者很早枯萎,或者为花芽,顶芽下面的腋芽迅速开展,代替顶芽的作用,如此反复交替进行,成为主干。这种主干是由许多腋芽发育的侧枝组成,称为合轴分枝。合轴分枝的植株,树冠开阔,枝叶茂盛,有利接受充分阳光,是一种较进化的分枝类型。大多见于被子植物,如桃、李、苹果、马铃薯、番茄、无花果、桉树等。
(4)假二叉分枝
叶对生的植株,顶端很早停止生长,成为两个,开花以后,顶芽下面的两个侧芽同时迅速发育成两个侧枝,很象是两个叉状的分枝,称为假二叉分枝。这种分枝,实际上是合轴分枝的变型,与真正的二叉分枝有根本区别。假二叉分枝多见于被子植物木犀科、石竹科,如丁香、茉莉、石竹等。
茎的生长方式
不同植物的茎在适应外界环境上,有各自的生长方式,使叶能在空间开展,获得充分阳光,制造营养物质,并完成繁殖后代的作用,产生了以下7种主要的类型。
(1)直立茎
茎干垂直地面向上直立生长的称直立茎。大多数植物的茎是直立茎,在具有直立茎的植物中,可以是草质茎,也可以是本质茎,如向日葵就是草质直立茎,而榆树则是木质直立茎。
(2)缠绕茎
这种茎细长而柔软,不能直立,必须依靠其他物体才能向上生长,但它不具有特殊的攀援结构,而是以茎的本身缠绕于它物上。缠绕茎的缠绕方向在每一种植物中是固定的,有些是向左旋转(即反时针方向)如牵牛、茑萝;有些是向右旋转(即顺时针方向)如忍冬;也有些植物的缠绕方向可左可右,如何首乌。
(3)攀援茎
这种茎细长柔软,不能直立,唯有依赖其他物体作为支柱,以特有的结构攀援其上才能生长。根据攀援结构的不同,可分为以卷须攀援的,如丝瓜、葡萄;以气生根攀援的,如常春藤;以叶柄的卷曲攀援的,如威灵仙;以钩刺攀援的,如猪殃殃;还有以吸盘攀援的,如爬山虎等几种情况。在少数植物中,茎即能缠绕,又具有攀援结构,如葎草。它的茎本身能向右缠绕于它物上,同时在茎上也生有能攀援的钩刺,帮助柔软的茎向上生长。
有缠绕茎和攀援茎的植物统称藤本植物。热带亚热带森林里藤本植物特别茂盛,形成森林内的特有景观。
(4)斜升茎
茎的质地、粗细不一,可为草本,亦可木本,植株幼时茎不完全呈直立状态,而是偏斜而上,但决不横卧地面,随植株生长而茎的上部逐渐变直立,故长成后植株下部呈弧曲状,上部呈直立状,如草本植物的酢浆草,木本植物的山黄麻等
(5)斜倚茎
茎通常为草质,基部斜倚地面,但不完全卧倒,上部有向上生长的倾向,但决不直立,整个植株呈现近地面生长向四周扩展的状态。这种类型的植物,在生长密集的情况下,可发育为斜升茎状态。在植物生长较稀疏时,则植株斜倚于地表。如扁蓄、马齿苋等。
(6)平卧茎
茎通常草质而细长,在近地表的基部即分枝,平卧地面向四周蔓延生长,但节间不甚发达,节上通常不长不定根,故植株蔓延的距离不大,如地锦、蒺藜等。
(7)匍匐茎
茎细长柔弱,平卧地面,蔓延生长,一般节间较长,节上能生不定根,这类茎称匍匐茎,如蛇莓、番薯、狗牙根等。有少数植物,在同一植株上直立茎和匍匐茎两者兼有,如虎耳草、剪刀股。在这种植物体上,通常主茎是直立茎,向上生长,而由主茎上的侧芽发育成的侧枝,就发育为匍匐茎。有些植物的茎本身就介于平卧和直立之间,植株矮小时,呈直立状态,植株长高大不能直立则呈斜升甚至平卧,如酢浆草。
按照茎的变态来分:有茎卷须、茎刺、根茎、块茎、鳞茎、球茎等。
有些植物的茎在长期适应某种特殊的环境过程中,逐步改变了它原来的功能,同时也改变了原来的形态,比较稳定地长期保持下去,这种和一般形态不同的变化称为变态。有些变态的茎变化得非常奇特,以至在外形上几乎无从辩认。下面是几种常见的变态茎。
1.茎卷须在植物的茎节上,不是长出正常的枝条,而是长出由枝条变化成可攀援的卷须,这种器官称为茎卷须。如葡萄茎茁壮成长的节上,即生有茎卷须。常见的茎卷须中,有分枝和不分枝的两种情况。有一种很特殊的形态,就是在卷须分枝的末端,膨大而成盘状,可分泌粘质,成为一个个吸盘,粘附于它物上,使植物体不断向上生长,如爬山虎。
2.茎刺在植物的茎节上,长出的枝条发育成刺状,称为茎刺。同茎卷须一样,茎刺也有分枝和不分枝两种,前者如皂荚,后者如枸桔、山楂。在许多植物体上都可以看到刺,刺的形态、质地、着生的部位,常常为我们提供了识别植物的有用的依据。植物体上的刺,大体上有三类,一是茎刺,二是皮刺,三是托叶刺,三者的形态、质地、着生部位都有所不同。茎刺来源于枝条,质地坚硬,呈木质,不易折断和剥落,着生位置始终在节上;皮刺来源于植物体的表皮,质地较软,呈草质,易于剥落,着生位置不固定,在茎上、叶片上、叶柄上都可出现;托叶刺则来源于托叶,由托叶演变而来,质地不一,但着生位置基本上都在叶柄的基部,常成对出现。正确区分上述三种刺是识别植物的重要前提。
根茎、鳞茎、球茎和块茎同属于地下茎的变态。
3.根茎根茎或称根状茎,是某些多年生植物地下茎的变态,其形状如根,称为根茎,如芦苇、莲、毛竹都有发达的根茎。俗称的“芦根”就是芦苇的根茎,藕就是莲的根茎,竹鞭就是竹的根茎。尽管不同的植物根茎形态各异,但它们都具有一些共同的特征。首先根茎都是长在地下,以水平横向的方式生长,其次在根茎上可以看到茎的基本形态特征,就是有节,节间,在节上也长叶,在叶腋中同样也生有侧芽。根茎的节通常是很明显的,如藕、黄精,它们的节间呈肥厚肉质;有些植物的根茎节间细长,如芦苇、白茅。在根茎上所生长的叶,其形态与正常的叶不一样。通常呈薄膜状或鳞片状,不呈绿色,包围在节上。在根茎的顶端生有顶芽,能不断向水平方向生长;在侧面有侧芽,冬笋就是毛竹根茎上的侧芽。
4.块茎某些植物的地下茎的末端膨大,形成一块状体,这种生长在地下呈块状的变态茎称为块茎,如马铃薯的薯块。菊芋的地下茎也会膨大成块茎,俗称“洋生姜”。在块茎上同样可能看到茎的特点,如有节、节间、退化的小叶,以及顶芽、侧芽等,如果我们在一块放置比较久的马铃薯块上仔细地观察,可以在它上面看到许多凹穴,在一侧许多凹穴的中心有一个芽,这就是顶芽,其周围许多凹穴中生有多个侧芽;在凹穴的稍下侧有一半圆形横脊,这就是节,在新鲜的薯块上,横脊上可看到有一细小的鳞片状叶。
块茎与块根常常使初学者混淆不清,其实只要运用根和茎的区别,观察一下有没有节和侧芽,在节上有没有退化的叶,就可以很容易把两者区别开来。
5. 鳞茎某些植物的茎变得非常之短,呈扁圆盘状,外面包有多片变化了的叶,这种变态的茎称为鳞茎,如洋葱、大蒜、百合等。上述三种植物都具有鳞茎,但这三种鳞茎的构造又稍有不同。洋葱的鳞茎四周是一层层套叠的肉质鳞片,把扁平状高度压缩的茎紧紧地围起来,外侧有几片薄膜干枯的鳞片,是地上叶的叶基。地上叶枯死后,叶片基部干枯呈膜质,包在整个鳞茎的外面。大蒜在成熟后,鳞茎(即食用的大蒜头)的底部因木质化而变得紧硬起来,外围的膜质叶基干枯而无食用价值,膜质叶间的腋芽却充分地生长起来,显得肥厚而呈肉质,即食用的大蒜瓣。百合的鳞茎由许多半月形的肉质鳞片相互覆盖在缩短了的茎上而形成。显然鳞茎的形态各有不同,但都可能在它们上面看到茎的特点,有节,有缩短了的节间和叶片。
6.球茎 某些植物的地下茎先端膨大成球形,称为球茎,如荸荠、慈菇、芋艿。球茎是块茎与鳞茎之间的中间类型,外形似鳞茎,结构近似块茎,常有发达的顶芽,节和节间明显可辩,并具有腋芽,鳞叶稀疏而呈膜状。通常球茎全部埋于泥中。
叶:
叶(leaf,复数leaves) 维管植物营养器官之一。功能为进行光合作用合成有机物,并有蒸腾作用提供根系从外界吸收水和矿质营养的动和。有叶片、叶柄和托叶三部分的称“完全叶”,如缺叶柄或托叶的称“不完全叶”。又有单叶和复叶之分。叶片是叶的主体,多呈片状,有较大的表面积适应接受光照和与外界进行气体交流及水分蒸散。其内部结构分表皮、叶肉和维管束。富含叶绿体的叶肉组织为进行光合作用的场所;表皮起保护作用,并通过气孔从外界取得二氧化碳而向外界放出氧气和水蒸气;叶内分布的维管束称叶脉,保证叶内的物质输导。叶的形状和结构因适应环境和功能而有变态
叶可分为完全叶(complete leaf)和不完全叶(incomplete leaf)。每种植物的叶片常有一定的形状。叶的形态也为分类的依据之一,但在观察时应以大多数叶片的形态为准。 叶始于茎尖生长锥的叶原基。叶是种子植物制造有机物质极为重要的器官。叶从外形上分为叶片、叶柄和托叶三部分。
以被子植物为例,叶柄的结构与茎相似,由表皮、皮层和维管柱三部分组成;叶片的基本结构有表皮、叶肉及叶脉三部分组成。
植物体内的水分以水蒸气的形工通过叶的气孔散失到大气中。
叶的主要作用是进行光合作用和蒸腾作用。
绿色植物在阳光照射下,将外界吸收来的二氧化碳和水分,在叶绿体内,利用光能制造出以碳水化合物为主的有机物,并放出氧气。同时光能转化成化学能储藏在制造成的有机物中。这个过程叫做光合作用。光合作用的反应式可用下式表示:
碳水化合物中储藏的能量来源于阳光,所以光合作用必须有光才能进行。
光合作用制成的碳水化合物首先是葡萄糖,但葡萄糖很快就变成了淀粉,暂时储存在叶绿体中,以后又运送到植物体的各个部分。
植物体内除含有光合作用产生的碳水化合物外.还含有蛋白质和脂肪等有机物。蛋白质和脂肪大都是以碳水化合物为基础,经过复杂变化而形成的。在制造蛋白质的过程中,还需要含氮的无机盐作为原料。网络网
光合作用制造的有机物,除一部分用来建造植物体和呼吸消耗外,大部分被输送到植物体的储藏器官储存起来,我们吃的粮食和蔬菜就是这些被储存起来的有机物。所以,光合作用的产物不仅是植物体自身生命活动所必须的物质,还直接或间接地服务于其他生物(包括人类在内),被这些生物所利用。光合作用所产生的氧气,也是大气中氧气的来源之一。
根从土壤里吸收到植物体内的水分,除一小部分供给植物生活和光合作用制造有机物外,大部分都变成水蒸气,通过叶片上的气孔蒸发到空气中去,这种现象叫做蒸腾作用。
叶蒸腾水分和植物体的生活有着密切的联系。每株植物都有很多叶,叶片的总面积很大,吸收阳光很多,这对光合作用有利。但是,植物吸收大量的阳光,会使植物体的体温不断升高,如果这些热量大量积累,就会使植物受到灼伤。在进行蒸腾作用时,叶里的大量水分不断化为蒸气,这样就带走了大量的热,从而降低了植物的体温,保证了植物的正常生活。此外,叶内水分的蒸腾还有促进植物内水分和溶解在水中的无机盐上升的作用。
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⑹ 锅炉离子交换器返洗,再生,正洗,时间在机头上怎样调节
离子交换器的运行
离子交换器分为固定床和连续床两种。固定床有顺流再生固定床、逆流再生固定床、浮动床、双层床、混合床等形式;连续床有移动床和流动床。离子交换除盐系统一般都采用固定床。
离子交换器外形为圆筒形容器,为防止设备腐蚀,对交换器内部及附属设备都进行了防腐处理。
针对我厂的设备特点,本节主要介绍逆流再生固定床离子交换工艺。
一、逆流再生固定床离子交换工艺
1、交换器的结构
逆流再生离子交换器按其用途的不同,可分为阳离子交换器(包括H型)和阴离子交换器(OH型等)。用于软化工艺的阳离子交换器称为钠离子软化器和氢离子软化器。用于除盐工艺的阳离子交换器和阴离子交换器分别称为阳床和阴床。这些交换器在结构上没有多大区别,其结构为交换器内顶部装有十字支管式进水分配装置。中上部装有母支管式再生液分配装置,称为中间排水装置。在其上面有一层厚150~200mm的压脂层,其作用一是过滤掉水中的悬浮物,二是使水均匀地进入中排装置。底部装有穹形多孔板加石英砂垫层式的排水装置。交换器的外部设有各种管道、阀门、取样管、监视管、排空气管、流量和压力表计以及有机玻璃窥视孔等。
2、交换器的运行
交换器的运行应保证其出水水质、水量和经济指标,这些指标与运行操作,特别是再生操作有很大的关系。
逆流再生固定床的运行通常分为四个步骤,从床层失效后算起为:反洗、再生、正洗和交换。这四个步骤为交换器的一个运行周期。
(1)小反洗。交换器运行到失效时,停止交换运行,将反洗水从中间排水管引进,对中间排水管上面的压脂层进行反洗,以冲去运行时积聚在表面层和中间排水装置上的污物,然后由上部排走。冲洗流速应使压脂层能充分松动,但又不至将正常的颗粒冲走。反洗一直进行到出水澄清。
(2)放水。小反洗后,待交换剂颗粒下降后,放掉交换器内中间排水装置上部的水。
(3)进再生液。开进酸(碱)一次、二次门,启动自用水泵,开喷射器入口门,维持进水流速5-8m/h,同时开启并调整中间排水门。开酸(碱)计量箱出口门,调整进酸浓度为3-4%范围内。进碱浓度为2-2.5%范围内。
(4)逆流冲洗。当再生液进完后,关闭进再生液阀门,停止送入再生液,但喷射器保持原来的流量,在有顶压的情况下,进行逆流冲洗,直至排出废液达到一定标准为止[如H型交换器,控制排出废液中酸度小于10mmol/L(OH-)]。逆流冲洗所需的时间一般为30~40min,逆洗水应采用质量较好的水,不然会影响底部交换剂的再生程度。
(5)正洗。最后,用水由上而下进行正洗至出水合格,即可投入运行。
逆流离子交换器一般在运行10~20个或更多周期后,进行一次大反洗,以除去交换剂层中的污物和破碎的树脂微粒。通常运行,不进行大反洗。大反洗是从底部进水,废水由上部反洗排水阀门放掉。由于大反洗时扰乱了整个树脂层,所以大反洗后第一次再生时,再生剂的用量应加大1倍以上。
为了使逆流再生达到较好的效果,故在逆流再生的操作工艺中需注意以下几个问题:
1)压脂层的厚度要符合要求。
2)为使底部树脂的再生程度高,不致被杂质污染而影响出水水质,故在逆流再生后,应用水质较好的水逆流冲洗,如用经过H离子交换的水来逆流冲洗阴离子交换器。
3)中部排水装置应进行必要的加固,以防止其上的管子断裂或弯曲。此外,为了防止在反冲洗的过程中产生过大的应力,在大反洗时的流量应由小到大,以逐渐排除交换器中的空气和疏松树脂层。进入交换器水中的悬浮物含量要小,以免压脂层中积聚污物,造成过大的压降。
4)逆流再生所用的再生剂质量要好,否则,仍不能保证出水水质良好。逆流再生的再生废液中剩余的再生剂量较少,故不宜再用。
5)应防止有气泡混入交换剂层中。
⑺ 钠离子交换器的结构示意图
注:1、机械旋转式多路阀由国内研制生产,但易磨损,现已生产版出改进型,性能尚权好。
2、柱塞式、板式与水力驱动多路阀由国外引进技术与产品,离子交换器的其它组件均由国内生产配套。这类产品性能可靠、故障率低、使用寿命较长,是设计使用首选。
3、进口集成阀控制形式在软化水量较小的系统中使用。当软化水量>40m3/h,可采用“自动隔膜阀组+控制器”的控制模式,
4、组合式平面集成阀由国内自主生产,可拆卸,性能稳定,当软化水量>25m3/h,水质硬度>8mmol/L时,建议采用“平面集成多路阀+控制器”的自动控制模式。
固定床钠离子交换器和浮动床钠离子交换器广泛应用于生活水处理、锅炉水处理、及综合水处理等用水环境。
钠离子交换器选型标准主要有:水质硬度、产水量、安装空间
⑻ 用离子交换树脂软化水的原理是什么
离子交换(Ion Exchange)法是利用离子交换树脂交换离子的能力,按水处理的要求将原水中所不需要的离子通过交换而暂时占有,然后再将它释放到再生液中,使水得到软化的水处理方法。
离子交换树脂是一种由有机分子单体聚合而成的,具有三维网络结构的多孔海绵状高分子化合物。在构成网络的主链上有许多活动的化学功能团,这些功能团由带电荷的固定离子和以离子键与固定离子相结合的反离子所组成。树脂吸水膨胀后,化学功能团上结合的反离子与水中的离子进行交换。阳离子交换树脂可吸附Ca2+、Mg2+等阳离子,阴离子交换树脂可吸附Cl-、HCO3-、SO42-、CO32- 等阴离子,从而使原水得以净化。反应式如下:
R-H+(-SO3H+)+ Ca2+、Mg2+→R-SO3Ca(Mg)+H+
R-OH-(≡N-OH-)+ HCO3-、SO42-、CO32-→R≡N- SO42-( HCO3-、CO32-)+OH-
H++ OH-→H2O
经过几组树脂的反复交换,水的硬度和碱度都能得到较好控制。处理过的水含盐量可降至5~10mg/L以下,硬度接近0,pH值接近中性。