離子交(jiao)換水處理(li)

離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)是(shi)指采用(yong)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)，使(shi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)中(zhong)(zhong)和水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)液中(zhong)(zhong)可交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)產生符合(he)等(deng)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可逆(ni)性交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)，導(dao)致(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質改善而交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構并不發生實質性(化學的(de)(de)(de)(de)(de)(de))變化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)方(fang)式。在這(zhe)種水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)方(fang)式中(zhong)(zhong)，只有陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)參(can)(can)與(yu)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，稱(cheng)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li);只有陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)參(can)(can)與(yu)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，稱(cheng)陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li);既(ji)有陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)又(you)有陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)參(can)(can)與(yu)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，稱(cheng)陽(yang)、陰離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)。由于原水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質千差萬(wan)別，而對(dui)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求又(you)多種多樣(yang)，所以有許(xu)多種類(lei)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)及(ji)某組合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)方(fang)法(fa)，采用(yong)這(zhe)些水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)方(fang)法(fa)而使(shi)原水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)軟化、除堿和除鹽。離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)中(zhong)(zhong)參(can)(can)與(yu)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)是(shi)鈉(na)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)Na+時，此(ci)方(fang)法(fa)稱(cheng)為鈉(na)(Na)型(xing)(xing)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)法(fa)，此(ci)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)稱(cheng)為鈉(na)(Na)型(xing)(xing)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)，相類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，有氫(qing)(H)型(xing)(xing)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)法(fa)及(ji)氫(qing)(H)型(xing)(xing)陽(yang)離(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)交(jiao)(jiao)(jiao)換(huan)(huan)(huan)(huan)劑(ji)(ji)等(deng)。

鈉(na)型離(li)(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)法(fa)是工業鍋爐給水(shui)(shui)最通用的(de)一種(zhong)水(shui)(shui)處理方法(fa)。當原水(shui)(shui)經過鈉(na)型離(li)(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)劑(ji)(ji)時，水(shui)(shui)中的(de)Ca2+、Mg2+等(deng)陽(yang)離(li)(li)子(zi)與交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)劑(ji)(ji)中的(de)Na+進(jin)行交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)，降低了水(shui)(shui)的(de)硬度，使(shi)水(shui)(shui)質(zhi)得到軟化(hua)，故這種(zhong)方法(fa)又稱(cheng)為鈉(na)離(li)(li)子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)(huan)軟化(hua)法(fa)。

(1)再生過程

在(zai)鈉(na)(na)(na)離子(zi)交(jiao)換(huan)過(guo)(guo)程(cheng)中，當軟水出現了(le)硬度，且(qie)殘留(liu)硬度超過(guo)(guo)水質標準規定時，則(ze)認為鈉(na)(na)(na)離子(zi)交(jiao)換(huan)劑已經失效(xiao)。為了(le)恢復其交(jiao)換(huan)能力，就需要對交(jiao)換(huan)劑進(jin)行再(zai)(zai)生(或還原)。再(zai)(zai)生過(guo)(guo)程(cheng)是使含有大量鈉(na)(na)(na)離子(zi)的氯(lv)化鈉(na)(na)(na)(NaCl)溶(rong)液通過(guo)(guo)失效(xiao)的交(jiao)換(huan)劑層(ceng)恢復其交(jiao)換(huan)能力的過(guo)(guo)程(cheng)。

此時(shi)，鈉離子(zi)又被離子(zi)交換(huan)(huan)(huan)劑所吸著，而交換(huan)(huan)(huan)劑中的(de)(de)鈣、鎂離子(zi)被置換(huan)(huan)(huan)到溶液中去。鈉型(xing)離子(zi)交換(huan)(huan)(huan)劑的(de)(de)再生(sheng)過程可(ke)用如(ru)下反應式表示：

CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2

MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2

生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)多采用(yong)(yong)(yong)(yong)食(shi)鹽(yan)(NaCl)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)作(zuo)為再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)劑。因為食(shi)鹽(yan)比較容(rong)易得到，而且再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)過(guo)程中(zhong)所形成的(de)(de)產(chan)(chan)物(wu)(CaCl2、MgCl2)是可(ke)溶(rong)性(xing)鹽(yan)類，很容(rong)易隨再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)液(ye)(ye)(ye)排出(chu)去。再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)用(yong)(yong)(yong)(yong)食(shi)鹽(yan)，大(da)都采用(yong)(yong)(yong)(yong)工業用(yong)(yong)(yong)(yong)鹽(yan)，其中(zhong)雜質含量不(bu)宜過(guo)多，食(shi)鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)需(xu)澄(cheng)清(qing)過(guo)濾后使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)。通常認為，10%食(shi)鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)硬度(du)不(bu)應超過(guo)40mmol/L，懸浮物(wu)不(bu)應大(da)于(yu)2%。離子(zi)交換(huan)劑再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)時，一(yi)般要用(yong)(yong)(yong)(yong)經過(guo)澄(cheng)清(qing)的(de)(de)8～10%的(de)(de)鹽(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。總的(de)(de)再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)接觸(chu)時間隨離子(zi)交換(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)交聯度(du)的(de)(de)不(bu)同而變(bian)化，對于(yu)一(yi)般交聯度(du)7%左右的(de)(de)強酸性(xing)苯乙烯系陽離子(zi)交換(huan)樹(shu)(shu)脂(zhi)，再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)劑和樹(shu)(shu)脂(zhi)總的(de)(de)接觸(chu)時間最低應保證45min 以上(shang)。

(2)交換過程

碳(tan)酸(suan)鹽硬(ying)度(暫硬(ying))軟(ruan)化過程：

Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3

Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3

非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程：

CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4

CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl

MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4

MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl

也可以(yi)用綜合上述反應式(shi)的離(li)子式(shi)表示：

Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+

Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+