軟化器即為鈉離子交換器,離子交換器分為:鈉離子交換器、陰陽(yáng)床、混合床等種類(lèi),離子交換柱(器)外殼一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯復(fù)合玻璃鋼(PVC-FRP)、有機(jī)玻璃(PMMA)、有機(jī)玻璃復(fù)合透明玻璃鋼(PMMA-FRP)、鋼襯膠(JR)、不銹鋼襯膠等材質(zhì)。主要用于鍋爐、熱電站、化工、輕工、紡織、醫(yī)藥、生物、電子、原子能及純水處理的前道處理,工業(yè)生產(chǎn)所需進(jìn)行硬水軟化、去離子水制備的場(chǎng)合,還可用于食品藥物的脫色提純,貴重金屬、化工原料的回收,電鍍廢水的處理等。
混床是將陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按一定混合比例裝填在同一個(gè)離子交換器內(nèi),由于混合離子交換后進(jìn)入水中的H離子與OH離子立即生成電離度很低的水分子,可以使交換反應(yīng)進(jìn)行得十分徹底?;齑惨话阍O(shè)置于一級(jí)復(fù)床之后,對(duì)水質(zhì)的進(jìn)一步純化處理。當(dāng)水質(zhì)要求不高時(shí),也可以單獨(dú)使用。
鈉離子交換器即軟化器是用于去除水中鈣離子、鎂離子,制取軟化水的離子交換器。組成水中硬度的鈣、鎂離子與軟化器中的離子交換樹(shù)脂進(jìn)行交換,水中的鈣、鎂離子被鈉離子交換,使水中不易形成碳酸鹽垢及硫酸鹽垢,從而獲得軟化水。
有機(jī)玻璃離子交換裝置耐腐蝕、無(wú)色透明、適用于食品、醫(yī)藥、制糖及電子工業(yè)小規(guī)模純水制備。碳鋼襯膠離子交換裝置具有制水量大、強(qiáng)度高、成本低等特點(diǎn),適用于大型鍋爐軟化水及大規(guī)模純水制備。
純凈水是普通水經(jīng)過(guò)電滲析,使水中原有的礦物質(zhì)含量極大的降低,同時(shí)消毒滅菌,這樣的水就成為了“純凈水”。
電滲析工程是應(yīng)用膜法分離工程之一,它的原理是利用離子透過(guò)選擇性離子交換膜在直流電場(chǎng)的作用下進(jìn)行遷移,使電解質(zhì)離子從溶液中部分分離出來(lái)的過(guò)程。
主要用途:
1.生產(chǎn)純凈水
2.海水淡化,苦咸水淡化
3.除氟化物、廢水處理
4.動(dòng)力設(shè)備給水除鹽
電滲析工程典型工藝流程
1.苦咸水淡化、地下水除氟
原水→101過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→中空纖維超濾器→紫外線殺菌器→成品水
2.飲用純凈水、太空水生產(chǎn)
原水→機(jī)械過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→中空纖維超濾器→紫外線殺菌器→臭氧滅菌裝置→成品水
3.制藥行業(yè)針劑制備、大輸液制備用水
原水→活性炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器→多效蒸餾水機(jī)→成品水
4.化肥、機(jī)械行業(yè)用水
原水→機(jī)械過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→電滲析裝置→陽(yáng)離子交換器→脫氣塔→陰離子交換器→成品水
純凈水的消毒,現(xiàn)在推薦使用“臭氧”,臭氧消毒后,沒(méi)有殘留物
離子交換器工作原理:
工作原理就是離子的交換。
運(yùn)行時(shí):陽(yáng)樹(shù)脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
陰樹(shù)脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子,X-為陰離子。
再生過(guò)程為其逆過(guò)程。
離子交換器的失效控制/離子交換器 :
離子交換除鹽水處理較簡(jiǎn)單的流程為 陽(yáng)床-陰床 組成的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制,即每套一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括 陽(yáng)床、(除碳器)、陰床各一臺(tái),在離子交換除鹽運(yùn)行過(guò)程中,無(wú)論是陽(yáng)床還是陰床先失效,都是同時(shí)再生;還有的一級(jí)復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制,即陽(yáng)床與陽(yáng)床或陰床與陰床是并聯(lián)運(yùn)行的,哪一臺(tái)交換器失效就再生哪一臺(tái)。
1 檢測(cè)和控制原理
強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂對(duì)水中各種陽(yáng)離子的吸附順序?yàn)椋篎e3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力較弱,所以當(dāng)離子交換時(shí)樹(shù)脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.較后被其他陽(yáng)離子置換下來(lái),當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí),首先泄漏的是較下層的Na+;因此監(jiān)督陽(yáng)離子交換器失效是以漏鈉為標(biāo)準(zhǔn)的;其反應(yīng)方程為(A代表金屬陽(yáng)離子,R為樹(shù)脂基團(tuán)):
An+ +NRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂對(duì)水中各種陰離子的吸附順序?yàn)椋篠O42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力較弱,所以當(dāng)離子交換時(shí)樹(shù)脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來(lái),當(dāng)保護(hù)層穿透時(shí),首先泄漏的是較下層的HSiO3-;因此監(jiān)督陰離子交換器失效是以漏硅為標(biāo)準(zhǔn)的;其反應(yīng)方程為(B代表酸根陰離子,R為樹(shù)脂基團(tuán)):
Bm- +mROH=RmB+MOH-
2 控制點(diǎn)和控制方法
由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹(shù)脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優(yōu)點(diǎn),我們?cè)谘芯恐兄饕懻撘赃@種結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。
以成都生物制品研究所蛋白分離車(chē)間純水站為例,該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng),系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:砂濾-活性炭過(guò)濾-粗濾-陽(yáng)床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐,系統(tǒng)產(chǎn)水能力為5 t/h,在系統(tǒng)的失效控制研究中,我們提出單元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行失效控制。
?。?)RO對(duì)各有機(jī)溶質(zhì)的去除率大于NF膜。(2)不同有機(jī)溶質(zhì)的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜對(duì)乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%,而對(duì)苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%)。
3 出水水質(zhì)
原水經(jīng)一級(jí)復(fù)床除鹽后,電導(dǎo)率(25℃)低于10μS/cm,水中硅含量低于100μg/L。