当前课程知识点:水处理工程-物化技术 > 第6章 离子交换 > 6-5 离子交换软化系统 > 6-5 离子交换软化系统
同学们好!前面我们了解了各种离子交换树脂的特性
接下来我们将学习离子交换软化系统
软化的目地主要是去除水中产生硬度的钙、镁离子
处理硬度超标的原水,以满足生活饮用或工业用水对水的硬度指标的要求
用离子交换来进行软化的工艺系统有几种类型
下面我们先介绍Na离子交换软化系统
在这个工艺系统中,利用强酸性Na离子交换树脂
去除水中的钙、镁离子,从而达到使水软化的目的
如图所示,该系统可以去除所有的硬度
包括碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度
但不能去除碱度
因此该工艺适用于原水碱度低、不需要降低碱度的情况
根据水质情况,可以采用一级软化系统或二级串联软化系统
第二种类型是H离子交换软化系统
在这个工艺系统中,利用强酸性H离子交换树脂去除水中的钙、镁离子
如图所示,在该工艺系统中,硬度和碱度均能有效去除
但出水通常为酸性,因此需要与Na离子交换树脂联合使用
或者需要设置出水加碱中和措施
第三种是H-Na离子联合交换脱碱软化系统
首先介绍H离子和Na离子树脂的并联系统,工艺流程示意如这个图所示
原水分成两部分,一部分的水进入H离子交换器
一部分进入Na离子交换器
两部分的出水混合,H离子交换树脂产生的H+
和Na离子交换树脂出水中的HCO3-中和,生成CO2和H2O
再经除二氧化碳器吹脱去除CO2后
就可以获得脱碱软化后的处理水
在这里我们需要计算的是
在该并联系统中需要分配多少水量进入H离子交换器?
多少水量进入Na离子交换器?
假设H代表通过RH离子交换器的水量占总水量的比例
A_原代表原水碱度,Q代表总处理水量
S代表原水中强酸根的总浓度,是硫酸根和氯根的总和
A_残代表系统出水中的残留碱度,一般控制在0.3-0.7mmol/L
如果H离子交换器的运行以Na+泄漏为失效点
则经H离子交换器产生的强酸量等于SQH
而Na离子交换器出水的碱度等于A_原Q(1-H)
而系统出水中的剩余碱度为QA_残
根据酸碱中和,做物料平衡
Na离子交换器出水碱度与H离子交换器产生的强酸中和后的剩余碱度
即等于系统出水的剩余碱度
这个式子经变换后,就可以得到分配给H离子交换器的水量比例H的计算式
由此,就可以计算分配给H离子交换器和Na离子交换器的水量
此外,我们也可以将H离子交换器和Na离子交换器串联使用
工艺流程如这个图所示
原水一部分进入H离子交换器
另一部分直接超越H离子交换器,与H离子交换器的出水混合
产生的CO2在除二氧化碳器中被吹脱去除后
全部进入Na离子交换器,经进一步处理后得到脱碱软化水
虽然在工艺形式上与并联系统相比有所改变
但串联系统的H离子交换器
和Na离子交换器的水量分配计算公式与并联时的完全相同
并联系统和和串联系统各有什么特点呢?
H-Na并列系统通常适用于碱度高的原水
Na离子交换器只处理部分水量,因此投资较省
H-Na串联系统通常适用于硬度较高的原水
由于部分水量经过了二级软化,出水水质较好
但Na离子交换器需要处理全部水量,设备较大
在软化脱碱系统中,产生的CO2量可以通过理论计算获得
即1mmol/L HCO3-,产生44mg CO2/L
这一讲介绍了离子交换软化系统
在下一讲,我们将介绍离子交换除盐系统
-0-1 课程定位
--讨论题
-0-2 给水处理工艺
--讨论题
-0-3 废水处理工艺
--讨论题
-第0章 绪论 测试题
-1-1 概述
--1-1 概述
--讨论题
-1-2 胶体的主要性质
-- 1-2 胶体的主要性质
--讨论题
-1-3 水的混凝机理与过程
--讨论题
-1-4 混凝剂与絮凝剂
-- 1-4 混凝剂与絮凝剂
--讨论题
-1-5 混凝动力学
--讨论题
-1-6 混凝效果的主要影响因素
--讨论题
-1-7 混凝设备
--1-7 混凝设备
--讨论题
-第1章 混凝 测试题
-2-1 概述
--2-1 概述
--讨论题
-2-2 自由沉淀
--2-2 自由沉淀
--讨论题
-2-3 絮凝沉淀
--2-3 絮凝沉淀
--讨论题
-2-4 拥挤沉淀
--2-4 拥挤沉淀
--讨论题
-2-5 平流沉淀池
--讨论题
-2-6 平流沉淀池工艺计算
--讨论题
-2-7 竖流式与幅流式沉淀池
--讨论题
-2-8 斜板沉淀池
--讨论题
-2-9 澄清池
--2-9 澄清池
--讨论题
-三维交互式演示区
--竖流沉淀池
--浏览器设置方法
--机械搅拌澄清池
--辐流沉淀池
-第2章 沉淀 测试题
-第2章 沉淀 测试题2
-3-1 概述
--3-1 概述
--讨论题
-3-2 气浮理论基础
--讨论题
-3-3 加压溶气气浮
--讨论题
-第3章 气浮 测试题
-4-1 概述
--4-1 概述
--讨论题
-4-2 普通快滤池构成与工作过程
--讨论题
-4-3 滤池的水头损失
--讨论题
-4-4 滤池的过滤方式
--讨论题
-4-5 滤料
--4-5 滤料
--讨论题
-4-6 配水系统
--4-6 配水系统
--讨论题
-4-7 滤池冲洗
--4-7 滤池冲洗
--讨论题
-4-8 虹吸滤池
--4-8 虹吸滤池
--讨论题
-4-9 重力无阀滤池
--讨论题
-4-10 移动罩滤池
--讨论题
-三维交互式演示区
--普通快滤池
--浏览器设置说明
--虹吸滤池
--浏览器设置说明
-第4章 过滤 测试题
-5-1 概述
--5-1 概述
--讨论题
-5-2 消毒的影响因素
--讨论题
-5-3 氯消毒
--5-3 氯消毒
--勘误
--讨论题
-5-4 二氧化氯消毒
--讨论题
-5-5 紫外线消毒
--讨论题
-第5章 消毒 测试题
-6-1 离子交换树脂
--讨论题
-6-2 离子交换反应特性
--讨论题
-6-3 阳离子交换树脂特性
--讨论题
-6-4 阴离子交换树脂特性
--讨论题
-6-5 离子交换软化系统
--讨论题
-6-6 离子交换除盐系统
--讨论题
-6-7 离子交换设备
--讨论题
-6-8 离子交换法处理工业废水
--讨论题
-第6章 离子交换 测试题
-第1节 概述
--第1节 概述
--讨论题
-第2节 电渗析原理与过程
--讨论题
-第3节 电渗析器构造与组装
--讨论题
-第4节 电渗析工艺计算
--讨论题
-第5节 反渗透工艺原理与工作特征
--讨论题
-第6节 反渗透工艺计算
--讨论题
-第7节 超滤和微滤分离原理与过程
--讨论题
-第8节 超滤和微滤工艺计算
--讨论题
-第7章 膜分离 测试题
-8-1 氧化还原基础与分类
--讨论题
-8-2 臭氧氧化
--8-2 臭氧氧化
--讨论题
-8-3 光催化氧化
--讨论题
-8-4 超临界水氧化
--讨论题
-8-5 电解
--8-5 电解
--讨论题
-第8章 氧化还原 测试题
-9-1 概述
--9-1 概述
--讨论题
-9-2 吸附平衡与吸附等温线
--讨论题
-9-3 吸附穿透曲线
--讨论题
-第9章 吸附 测试题