阳离子交换器能去除水中的
EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。
EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。
EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达15MΩ·cm以上的超纯水。 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下:
EDI的净水基本过程
·连续运行,产品水水质稳定
·容易实现全自动控制
·无须用酸碱再生
·不会因再生而停机
·节省了再生用水及再生污水处理设施
·产水率高(可达95%)
·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施
·占地面积小
·使用安全可靠,避免工人接触酸碱
·降低运行及维护成本
·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施
·安装简单、费用低廉
·设备初投资大 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。
(1)产品水水质比较
EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,最高可达18MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。
(2)投资量比较
与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。
(3)运行成本比较
EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。
在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。
在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。
至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。
总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2.4元左右,常规混床吨水运行成本在2.7元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 EDI装置属于水精处理设备, 具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点, 具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化, 初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合 。
控制氮含量的方法(4种):生物硝化-反硝化(无机氮延时曝气氧化成硝酸盐,再厌氧反硝化转化成氮气);折点氯化(二级出水投加氯,到残余的全部溶解性氯达到最低点,水中氨氮全部氧化);选择性离子交换;氨的气提(二级出水pH提高到11以上,使铵离子转化为氨,对出水激烈曝气,以气体方式将氨从水中去除,再调节pH到合适值)。每种方法氮的去除率均可超过90%。
⑵ 那离子交换器中去除一顿水中的钙镁离子,需要多少盐
用量主要跟水中的钙镁离子多少有关,钙镁离子离子越多用盐就越多。
我现在用的交换器生产一顿水要加5KG盐刚好硬度小于0.5PPM,如果加多了水中的氯根会偏高,少了硬度又不OK。
⑶ 为什么蒸馏法和离子交换法能去除水中的无机杂质
天然水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、氯化钙等无机盐杂质,蒸馏法可以将水蒸发冷却后形成所谓的蒸馏水,水从液相转换为气相的过程中,无机盐杂质被沉淀去除。离子交换法去除水中无机盐杂质原理为:
应用离子交换树脂进行水处理时,离子交换树脂可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号电荷的离子相互交换而达到净化水的目的。
如H型阳离子交换树脂遇到含有Ca2+、Na+的水时,发生如下反应:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
RH + Na+ → RNa + H+
当OH型阴离子交换树脂遇到含有Cl-、SO42-的水时,其反应为:
ROH + Cl- →RCl + OH-
2ROH + SO42- →R2SO4 +2OH-
反应的结果是水中的杂质离子(Ca2+、Na+、Cl-、SO42-等)分别被吸着在树脂上,树脂由H型和OH型变为Ca型、Na型和Cl型SO4型,而树脂上的H+、OH-则进入水中,相互结合成为水,从而除去水中的杂质离子,制得纯水。
H+ + OH- →H2O
离子交换树脂的离子与水中的离子之间所以能进行交换,是在于离子交换树脂有可交换的活动离子。而且因为离子交换树脂是多孔的,即在树脂颗粒中存在着许多水能渗入其内的微小网孔,这样使树脂和水有很大的接触面,不仅能在树脂颗粒的外表面进行交换,而且在与水接触的网孔内也可以进行这一交换。
如前所述,合成的离子交换树脂是一种带有交联剂的高分子化合物,有许多水能渗入的网孔,交换剂的内部是一个立体的网状结构作为骨架,这些网组成了无数的四通八达的孔隙,孔隙里面充满了水。在孔隙的一定部位上有一个可以自由活动的交换离子。当离子交换树脂和水溶液接触时,水溶液即通过这些网状结构的孔渗入其内,离子交换树脂进行离解,结果是一定数量的离子(H型离子交换树脂为氢离子,OH型离子交换树脂为氢氧根离子)进入围绕离子交换树脂颗粒四周的水溶液中,形成离子雾。
离子交换树脂与水溶液中离子的交换过程,实际上就是离子雾中的离子与水溶液中的离子的相互交换过程,其机理可以用双电层理论进行解释。
这种理论是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质,即在离子交换树脂的高分子表面上有和胶体表面相似的双电层。也就是说,在离子交换树脂的高分子表面有两层离子,紧挨着高分子表面的一层离子(如强酸性阳树脂中的—SO3-),称为内层离子,在其外面的是一层符号相反的离子层(如强酸性阳树脂中的H+)。和内层离子符号相同的离子称为同离子,符号相反的称为反离子。
⑷ 脱脱碳器的作用是除去水中的什么
是通过风机的风力来吹脱水中除去游离CO2的设备
一方面减小对锅炉,过滤器的腐蚀,如果水中含有一定的CO2那么CO2和水产生碳酸,而电离去的氢离子来腐蚀后面的各种容器,另外一个作用,如果用在阴阳离子交换器,可以减轻阴离子交换器的负荷,提高化学除盐工艺的经济性和出水水质
脱气塔另外一个作用可以做为曝气装置,主要是于除铁、锰过滤器前置前,对铁、锰进行氧化处理,使锰砂过滤器更好的吸附和去掉水中的铁锰,相对管道曝气,他具有更大气流量,所以产生更好的氧化效果,相对鼓风机曝气,脱气塔曝气是采用功率小的离心风机,这种曝气大大的节省了电能,所以在实际得到更广泛的引用。
一般如果进水HCO3含量》50mg/L时,设置除碳器,其出水CO2含量<5mg/L,除碳器一般设置在阳离子交换器或反渗透装置之后。
填料选用多面空心球,根据水质不同可以选用陶瓷和塑料两种,他主要是起到增大水的表面积,使二氧化碳更好的被吹脱、风机主要是提供风源,从而对水的二氧化碳进行吹脱、储水箱使处理后的水储存,可以通过增压泵打到后续的设备中,除碳器工作时,水从上部进入,经配水装置淋下,通过填料层后,从下部排入水箱,而风机的提供的风向是逆向的,即从下向上进行吹脱,通过填料层后,由顶部排出。其原理所以当鼓入除碳器的空气流和除碳水相接触时,水中CO2便会被空气流带出。
⑸ 自来水中的杂质主要有哪些,说明为什么可以用离子交换法去除
自来水中的杂质大多就是ca、mg、cl等离子,可以离子交换使其沉淀下来,达到去杂质的回目的
一般加入絮凝剂,比如答明矾,铁盐,铝盐,高铁酸盐等.
这些盐类在水中可以水解生成胶体,胶体的胶粒具有较大的比表面积,可以吸附水中的悬浮小颗粒,从而达到净水的目的.但是这样只是除去了水中一些难溶于水的微笑颗粒物,并不能除去水中的离子.
现在去除水中离子的方法主要有电渗析法,反渗透法,和离子交换剂法
⑹ 离子交换树脂如何去除水中无机盐
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。
⑺ 列举出至少三种不能用离子交换法去除的水中杂质有哪些
有机物杂质不能用离子交换去除。
例如甲醛,乙醇,苯。
⑻ 阳离子交换树脂中的弱树脂主要去除水中什么成份
弱酸性阳来离子树脂主源要吸附水里面该ph下带正电荷的物质。比如该ph下成带正电的氨基酸、蛋白质、各种带正电荷的金属离子等。
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
⑼ 如何利用离子交换法去除水中的氯离子
方法之一:加入硝酸银.
其与氯离子反应生成氯化银沉淀.静置,可得氯达版标的水.
缺点权:
同时引入了新的离子__NO3-(硝酸根离子),NO3-的含量是否超标还需计算后与标准对比.若NO3-不超标,可用此法除氯离子.
方法之二:使用阴离子交换树脂.
可直接除去氯离子.
优点:
可循环使用.
⑽ 氢型阳离子交换树脂能除去水中的什么杂质
故名思义:氢型阳离子交换树脂就是吸咐水中阳离子物质。同样氢氧型阴离子交换树脂能吸咐水中阴离子物质。有一点你得清楚,阴,阳离子交换树脂需有机组合在一起使用…。华粼水质