實(shí)驗(yàn)室純水可以用離子交換法制備,那什么是離子交換法?離子交換法的原理又是什么呢? 離子交換法 離子交換法是通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)水中的各種陰、陽(yáng)離子進(jìn)行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝,陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽(yáng)床系統(tǒng),離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床(復(fù)床)系統(tǒng)。而混床系統(tǒng)又通常是用在反滲透等水處理工藝之后用來(lái)制取超純水,高純水的終端工藝,他是目前用來(lái)制備超純水、高純水不可替代的手段之一。 兩種制備方式: A. 復(fù)床式,即按陽(yáng)床—陰床—陽(yáng)床—陰床—混合床的方式連接并生產(chǎn)去離子水;早期多采用這種方式,便于樹(shù)脂再生。 B. 混床式(2-5級(jí)串聯(lián)不等),混床去離子的效果好。但再生不方便。 特點(diǎn): (1)出水電阻率達(dá)到1MΩ.cm以上,根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求,出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。 (2)離子交換設(shè)備是傳統(tǒng)的去離子水設(shè)備,它的產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定,造價(jià)相對(duì)較低。在以往的電廠鍋爐補(bǔ)給水都是采用陽(yáng)床+陰床+混床處理工藝。 (3)近年來(lái),隨著反滲透、EDI等工藝的發(fā)展,離子交換設(shè)備操作復(fù)雜,不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,浪費(fèi)酸堿,運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)更加突出,目前更多的應(yīng)用于反滲透的深度處理。 (4)小型的離子交換設(shè)備常采用有機(jī)玻璃交換柱,有利于觀察樹(shù)脂運(yùn)行情況。
(5)大型的離子交換設(shè)備則采用碳鋼內(nèi)襯環(huán)氧樹(shù)脂或襯膠,中間預(yù)留可視裝置,以便于離子再生時(shí)在線觀測(cè)再生液水位狀況。 (6)但有機(jī)物無(wú)法去掉,TOC(總有機(jī)碳)和COD(耗氧量)值往往比原水還高。 其原因: (1)樹(shù)脂質(zhì)量不好; (2)樹(shù)脂的預(yù)處理不徹底,樹(shù)脂中所含的低聚物、單體、添加劑等沒(méi)有除盡; (3)樹(shù)脂不穩(wěn)定,不斷地釋放出分解產(chǎn)物。 離子交換法制備純水的原理 一、離子交換樹(shù)脂: 1、定義:離子交換樹(shù)脂是指樹(shù)脂以苯乙烯和二乙烯苯的共聚體作為骨架(用R來(lái)表示),在骨架上導(dǎo)入一些活性基團(tuán)(如磺酸基、羧基和酚基等),即離子交換樹(shù)脂。 2、性質(zhì):離子交換樹(shù)脂具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨,不溶入水、酸、堿和任何有機(jī)溶劑,對(duì)一般的氧化劑和還原劑具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。 3、離子交換樹(shù)脂的類(lèi)型: 根據(jù)導(dǎo)入的活性基團(tuán)的酸堿性分為: (1)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂:R-SO3H,R-COOH,R-OH, (2)陰離子交換樹(shù)脂:伯胺基-NH3OH,仲胺基-NHOH,季胺基-NOH (3)在實(shí)際使用上,有鈉型樹(shù)脂和氯型樹(shù)脂。 例如:常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaCl作用,轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂再使用。 又如陰離子樹(shù)脂可轉(zhuǎn)變?yōu)槁刃驮偈褂?,工作時(shí)放出Cl-而吸附交換其他陰離子,它的再生只需用食鹽水溶液。氯型樹(shù)脂也可轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟湫?HCO3-)運(yùn)行。
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