电渗析和离子交换法除盐
(1)电渗析工作原理
在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,由于交换膜对离子具有选择性。电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜,分隔成小水室。当原水进入这些小室时,在直流电场的作用下,溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来;网膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果佼这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室,出水称为淡水。而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室,出水称为浓水。从而使离子得到了分离和浓缩,水便得到了净化。
(2)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。
(3)混床工作原理:
混床为深度脱盐设备,用于制造高纯水,产水电阻率最高为10-18MΩ·CM(25C),二氧化硅含量(SIO2)≤0.02mg/L, 混床分为单、双床、抛光床、双床可一用一备,(不影响生产用水的连续性);可串联使用,以提高产水水质, 有效利用树脂的交换容量;当生产用水量大时,可并联使用,运行相当灵活、方便。出水电导率由高精度电阻率仪监控。环保型再生系统, 高浓度酸碱通过射流器与进水按一定的比例配制成再生溶液进行再生,不需要酸碱泵及酸碱配制储罐,防止酸雾对环境的污染。
(4)离子交换树脂概述
A++RB=RA+B+
不论溶液的运动情况如何,在树脂表面上始终存在着一层薄膜,交换离子借于分子扩散通过薄膜,显然,溶液流运愈剧烈,薄膜的厚度愈小,则液体主体的浓度愈均匀一致。一般说来,树脂的交换容量和颗粒大小无关。因此在树脂表面和内部都具有交换作用,和所有多相化学反应一样,离子交换过程包括5个步骤:
①A+自溶液中扩散到树脂表面。
②A+从树脂表面再扩散到树脂内部的活性中心。
③A+在活性离子交换过程中心发生交换反应。
④解吸离子B+自树脂内部的活性中心扩散到树脂表面。
⑤B+从树脂表面扩散到溶液中,其交换速度受最慢的一步所控制。
一般认为离子交换过程是按化学摩尔质量关系进行的,且交换过程是可逆的,最后达到平衡,平衡状态和过程的方向无关。因此,离子交换过程可以看作可逆多相化学反应。但和一般的多相化学反应不同,当发生交换时,树脂体积常发生改变,因而引起溶剂分子的转移。
(5)离子交换树脂的组成
离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物,其结构由三部分组成:不溶性的三维空间网状骨架,连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。
(6)离子交换树脂的分类
按骨架结构不同,离子交换树脂可分为凝胶型和大孔型两大类。
按其所带的交换功能基的特性,可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其他树脂。
按功能基上酸或碱的强弱程度分为强酸阳离子交换树脂、弱酸阳离子交换树脂;强碱阴离子交换树脂、弱碱阴离子交换树脂。
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
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