電滲析和離子交換法除鹽
(1)電滲析工作原理
在直流電場的作用下,通過隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動,由于交換膜對離子具有選擇性。電滲析器中交替排列著許多陽膜和陰膜,分隔成小水室。當(dāng)原水進(jìn)入這些小室時,在直流電場的作用下,溶液中的離子就作定向遷移。陽膜只允許陽離子通過而把陰離子截留下來;網(wǎng)膜只允許陰離子通過而把陽離子截留下來。結(jié)果佼這些小室的一部分變成含離子很少的淡水室,出水稱為淡水。而與淡水室相鄰的小室則變成聚集大量離子的濃水室,出水稱為濃水。從而使離子得到了分離和濃縮,水便得到了凈化。
(2)離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進(jìn)行的一種可逆性化學(xué)反應(yīng),當(dāng)液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。
(3)混床工作原理:
混床為深度脫鹽設(shè)備,用于制造高純水,產(chǎn)水電阻率最高為10-18MΩ·CM(25C),二氧化硅含量(SIO2)≤0.02mg/L, 混床分為單、雙床、拋光床、雙床可一用一備,(不影響生產(chǎn)用水的連續(xù)性);可串聯(lián)使用,以提高產(chǎn)水水質(zhì), 有效利用樹脂的交換容量;當(dāng)生產(chǎn)用水量大時,可并聯(lián)使用,運(yùn)行相當(dāng)靈活、方便。出水電導(dǎo)率由高精度電阻率儀監(jiān)控。環(huán)保型再生系統(tǒng), 高濃度酸堿通過射流器與進(jìn)水按一定的比例配制成再生溶液進(jìn)行再生,不需要酸堿泵及酸堿配制儲罐,防止酸霧對環(huán)境的污染。
(4)離子交換樹脂概述
A++RB=RA+B+
不論溶液的運(yùn)動情況如何,在樹脂表面上始終存在著一層薄膜,交換離子借于分子擴(kuò)散通過薄膜,顯然,溶液流運(yùn)愈劇烈,薄膜的厚度愈小,則液體主體的濃度愈均勻一致。一般說來,樹脂的交換容量和顆粒大小無關(guān)。因此在樹脂表面和內(nèi)部都具有交換作用,和所有多相化學(xué)反應(yīng)一樣,離子交換過程包括5個步驟:
①A+自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面。
②A+從樹脂表面再擴(kuò)散到樹脂內(nèi)部的活性中心。
③A+在活性離子交換過程中心發(fā)生交換反應(yīng)。
④解吸離子B+自樹脂內(nèi)部的活性中心擴(kuò)散到樹脂表面。
⑤B+從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中,其交換速度受最慢的一步所控制。
一般認(rèn)為離子交換過程是按化學(xué)摩爾質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行的,且交換過程是可逆的,最后達(dá)到平衡,平衡狀態(tài)和過程的方向無關(guān)。因此,離子交換過程可以看作可逆多相化學(xué)反應(yīng)。但和一般的多相化學(xué)反應(yīng)不同,當(dāng)發(fā)生交換時,樹脂體積常發(fā)生改變,因而引起溶劑分子的轉(zhuǎn)移。
(5)離子交換樹脂的組成
離子交換樹脂是一類帶有功能基的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物,其結(jié)構(gòu)由三部分組成:不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架,連接在骨架上的功能基團(tuán)和功能基團(tuán)所帶的相反電荷的可交換離子。
(6)離子交換樹脂的分類
按骨架結(jié)構(gòu)不同,離子交換樹脂可分為凝膠型和大孔型兩大類。
按其所帶的交換功能基的特性,可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和其他樹脂。
按功能基上酸或堿的強(qiáng)弱程度分為強(qiáng)酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂;強(qiáng)堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂。
水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%,用于水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發(fā)電廠的純水處理上,其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。

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