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离子交换水处理方式及再生过程概要

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离子交换水处理方式及再生过程概要


   离子(ion)交换树脂命名方式是取决于参加交换反应(reaction)的是阴离子还是阳离子,如果是阳离子大家就称之为阳离子交换水处理(processing),反之就是阴离子交换水处理。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂阴离子交换树脂离子交换树脂含有一定水份,不宜露天存放,储运过程中应保持湿润,以免风干脱水,使树脂破碎,如贮存过程中树脂脱水了,应先用浓食盐水(25%)浸泡,再逐渐稀释,不得直接放入水中,以免树脂急剧膨胀而破碎。阴离子交换树脂离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1~1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分:强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、对阴离子的吸附。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。阳离子交换树脂是一种化学物质,主要用于制造精糖和高级食用糖浆的提纯。离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.5~1.0mm。除此之外,既有阳离子又有阴离子参与交换反应(reaction)的,称阳、阴离子交换水处理。
  钠(Sodium)型离子交换法是工业锅炉(Boilers)给水最通用的一种水处理方法(method)。当原水经过钠型离子交换剂时,水中的Ca2+、Mg2+等阳离子与交换剂中的Na+进行交换,降低(reduce)了水的硬度(Hardness),使水质得到软化,故这种方法又称为钠离子(由钠原子失去最外层的一个电子得到的)交换软化法。
  (1) 食品级树脂再生过程(process)
  在钠离子交换过程中,当软水出现了硬度,且残留硬度超过水质标准规定时,则认为钠离子交换剂已经失效。为了恢复其交换能力,就需要对交换剂进行再生(或还原)。再生过程是使含有大量钠离子的氯化钠(NaCl)溶液(róng yè)通过失效的交换剂层恢复其交换能力的过程。此时,钠离子又被离子交换剂所吸着,而交换剂中的钙(Ca)、镁(化学式Mg)离子被置换到溶液中去。钠型离子交换剂的再生过程可用如下反应(reaction)式表示:
  CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
  MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
  生产(Produce)中多采用食盐(NaCl)溶液作为再生剂。因为食盐比较容易得到,而且再生过程中所形成的产物(CaCl2、MgCl2)是可溶性盐类,很容易随再生液排出去。再生用食盐,大都水处理设备(shèbèi)采用工业用盐,其中杂质含量不宜过多,食盐溶液需澄清过滤后使用(use)。通常认为,10%食盐溶液的硬度不应超过40mmol/L,悬浮物不应大于2%。离子交换剂再生时,一般要用经过澄清的8~10%的盐溶液。总的再生接触时间随食品医药(medicine)树脂交联度的不同而变化,对于一般交联度7%左右的强酸(Acerbity)性(acidity)苯乙烯系阳离子交换树脂,再生剂和树脂总的接触时间最低应保证45min以上。
  由于原水水质各不相同,大家对出水的类型也千差万别,所以对于水处理的类型采用不同方法来对原水进行软化和除盐处理。离子交换剂中参与交换反应(reaction)的离子是钠离子Na+时,此方法称为钠(Na)型离子交换法,此交换剂称为钠(Na)型阳离子交换剂,相类似的,有氢(Hydrogen)(H)型离子交换法及氢(H)型阳离子交换剂等。

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