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Video课程教案、知识点、字幕

大家好

在污水处理中

离子交换法主要用于去除污水中的金属离子

离子交换的实质是

离子交换剂上的交换离子

与溶液中的其他同性离子的交换反应

是一种特殊的吸附过程

离子交换过程的特点在于

它主要吸附水中

以离子态存在的物质

并进行等当量的离子交换

水处理中常用的离子

交换剂是离子交换树脂

是人工合成的高分子聚合物

由树脂母体和活性基团两部分组成

母体是树脂的空间网状结构骨架

活性基团由固定离子和交换离子组成

处理过程中

若交换离子与废水中的待去除的

同性离子发生等当量的置换反应

污染物从离子态

变为

附着态

从中分离出来

水即得到净化

离子交换是可逆反应

在平衡状态下

平衡选择系数K为产物的浓度积

与反应物浓度积的比值

K值的大小能定量地反映离子交换剂对

某两个固定离子交换选择性的大小

K值越大

置换反应越容易发生

离子交换树脂

按活性基团的不同可分为

含有酸性基团的阳离子交换树脂

含有碱性基团的阴离子交换树脂

含有胺羧基团等的螯合树脂

含有氧化还原基团的氧化

还原树脂及两性树脂等

其中

阳离子交换树脂按照活性基团

电离的强弱程度

又分为强酸性树脂

弱酸性树脂

强碱性树脂和弱碱性树脂

树脂通常为透明或半透明球状颗粒

颜色多样

按树脂的类型和孔结构的不同可分为

凝胶型树脂

大孔型树脂

多孔凝胶型树脂

巨孔型树脂和高巨孔型树脂等

孔隙大小

主要取决于树脂母体颗粒的大小及级配

大孔型树脂具有很强的吸附性能

往往可以吸附废水中非离子型杂质

如弱碱性阴离子树脂

可吸附废水中的氯酚

我国生产的离子交换树脂的品种很多

而污水的成分复杂

要求处理的程度各异

因此

合理地选择离子交换树脂非常重要

在选用时要考虑因素主要有以下几个方面

其一是交联度

树脂合成时采用的交联剂的用量

水处理中使用的离子交换树脂

交联度一般为7%-10%

交联度越大

机械强度越高

性能越稳定

在但溶胀度变小

扩散速度受影响

使交换速度降低

因此

交联度大的树脂宜在极端环境选用

其二是交换树脂的

交换离子发生电离后

置换反应才能发生

因此

适宜电离的pH值条件

是交换发生的前提

各类型树脂有效pH范围见表中数据

强酸

强碱性交换树脂交换能力

基本上与pH无关

弱酸

弱碱性树脂在此范围外

不电离或仅部分电离

其三是交换容量

它定量地表示树脂交换能力的大小

交换容量又可分为

全交换容量和工作交换容量

前者指一定量的树脂所具有的活性基团

或可交换离子的总数量

后者指树脂在给定工作条件

下实际的交换能力

实际应用中由于受各种因素的影响

一般工作交换容量

只有总交换容量的60%-70%

交换能力是交换的必要条件

其四是交换势

对同一种交换树脂来讲

废水不同的离子与树脂交换离子

之间的平衡选择系数K值不同

K值愈大

表明交换离子愈容易

取代树脂上的可交换离子

该离子越优先从水中去除

在离子浓度高时

交换势主要依据浓度的大小排列顺序

这是树脂再生的依据之一

在低浓度时

则由置换反应生成物的稳定性决定

此时

交换剂对交换离子有很强的选择性

可交换离子先和液相中交换势能大的离子交换

它是决定离子交换法处理效率的一个主要因素

对比不同离子与4种类型树脂发生交换时

所表现出的选择性顺序

仅氢离子和氢氧根离子分别与

弱酸性阳离子树脂

弱碱性阴离子树脂之间是以共价键结合

稳定性最高

相应交换势也最大

一般规律为

离子的化合价越高

选择势越大

对于同价阳离子

原子序数越高

交换势越大

离子交换反应装置

与吸附装置类似

也是有固定床和连续床

其中固定床又可分为单层床

双层床和混合床

连续床又可分为移动床和流动床

用于废水处理的离子交换系统一般包括

预处理设备

离子交换器和再生附属设备

预处理设备一般采用砂滤器

用于去除悬浮物

防止离子交换树脂受污染和交换床堵塞

再生附属设备是用于再生液配制的设备

离子交换的运行操作包括交换过程

和再生过程

交换过程中

当出水达到离子浓度限值时

转入再生操作

再生又分反洗

再生

清洗三个时段

再生的目的是清除积存在树脂内的杂质

碎粒和气泡

反冲流速约15 m/h

历时约15 min

然后进再生液

反向置换

再生完成后

清洗掉剩余的再生液

树脂进入交换过程

在废水处理中

单层固定床离子交换装置是最常用

最基本的一种形式

在固定床装置中

离子交换树脂固定的装填在离子交换器内

废水间歇处理

移动床和流动床操作中

是与再生装置

清洗装置三塔串联

废水连续处理

下面以电镀车间

铬镀槽的洗涤水处理为例

介绍离子交换法在工业废水处理过程中的应用

洗涤水中主要杂质是铬酸

也含有一些其他的阴阳离子

和不溶解杂质

处理中采用的阳离子交换剂是

732强酸性树脂

阴离子交换剂是

710大孔型弱碱性树脂

为了保证回收铬酸的纯度

从漂洗槽流来的水先经过阳离子交换柱

将水中的阳离子杂质去除

然后流过710阴离子交换柱

交换柱的氢氧根离子与

铬酸根离子置换

净化后的出水回用于漂洗槽

阴离子交换剂被铬酸根所饱和后

用4%-6%的氢氧化钠溶液再生

洗脱树脂上的铬酸根

使它恢复为氢氧型阴离子交换剂

再生排出的氨氧化钠和铬酸钠混合溶液

流过阳离子交换柱时转化为很纯的铬酸溶液

被钠或阳离子杂质所饱和的阳离子

交换剂用2%-3%的稀盐酸再生

恢复为

氢型的阳离子交换剂

循环利用

生产实践表明

洗涤水闭路循环系统中

采用离子交换技术分离回收铬酸是有效的

离子交换处理技术就讲到这里

再见

水污染控制工程课程列表:

第一章 绪论

-课程内容提要

--污水处理基本流程

--城市污水处理厂典型工艺流程

--工业废水再生利用中闭路循环方式

--高浓度易生物降解有机工业废水的基本处理流程

--可生物降解有机工业废水的基本处理流程

--本章内容提要

-1-1 水污染的形成

--1.1水污染的形成

--1.1课件

-1-1 水污染的形成--作业

-1-2 污水处理程度

--1.2污水处理程度

--1.2课 件

-1-2 污水处理程度--作业

-教材阅读与拓展

--油污染仅是有机污染吗?

--湖水缘何变绿

--毒物污染之毒

--水污染公害事件

第二章 排水管渠系统

-本章内容提要

--本章内容提要

-2-1 城镇排水系统体制和组成

--2.1城镇排水系统体制和组成

--2.1课件

-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业

-2-2 排水管渠附属构筑物

--2.2排水管渠附属构筑物

--2.2课件

-2-2 排水管渠附属构筑物--作业

-教材阅读与拓展

--早期的排水管渠系统

--检查井的最大间距

--混凝土管道的连接

第三章 污水管渠水力设计

-本章内容提要

--本章内容提要

-3-1 污水管渠水力计算

--3.1污水管渠水力计算

--排水管渠水力计算方法

--3.1课件

-3-1 污水管渠水力计算--作业

-3-2 污水管道设计流量估算

--3.2污水管道设计流量的估算

--3.2课件

-3-2 污水管道设计流量估算--作业

-教材阅读与拓展

--工业区生活用水定额

--道路上管线交叉处理

第四章 雨水径流污染控制及资源化

-本章内容提要

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-4-1 雨水径流污染控制

--授课视频

--4.1课件

-4-1 雨水径流污染控制--作业

-4-2 雨水径流资源化

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-4-2 雨水径流资源化--作业

-教材阅读与拓展

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第五章 污水管道系统的设计

-本章内容提要

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-5-1 污水管道系统规划

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--5.1课件

-5-1 污水管道系统规划--作业

-5-2 污水管道设计

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--5.2课件

-5-2 污水管道设计--作业

-教材阅读与拓展

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--图片全屏

--图片全屏

第六章 污水泵站

-本章内容提要

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-6-1 常用污水泵

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--6.1课件

-6-1 常用污水泵--作业

-6-2 污水泵选型

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--6.2课件

-6-2 污水泵选型--作业

-6-3 污水泵站设计方法

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--6.3课件

-6-3 污水泵站设计方法--作业

-教材阅读与拓展

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第七章 物理处理技术

-本章内容提要

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-7-1 格栅

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--7.1课件

-7-1 格栅--作业

-7-2 沉砂池

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--7.2课件

-7-2 沉砂池--作业

-7-3 沉淀池

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--7.3课件

-7-3 沉淀池--作业

-7-4 砂滤处理技术

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--7.4课件

-7-4 砂滤处理技术--作业

-7-5 气浮处理技术

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--7.5课件

-7-5 气浮处理技术--作业

-课程阅读与拓展

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第八章 活性污泥处理技术

-本章内容提要

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-8-1 污水生物处理原理

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--8.1课件

-8-1 污水生物处理原理--作业

-8-2 活性污泥法基本流程

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--8.2课件

-8-2 活性污泥法基本流程--作业

-8-3 曝气反应池基本形式

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--8.3课件

-8-3 曝气反应池基本形式--作业

-8-4 常见曝气反应池变型方式

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--8.4课件

-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业

-8-5 有机物去除过程工艺计算

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--8.5课件

-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业

-8-6 生物脱氮技术

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--8.6课件

-8-6 生物脱氮技术--作业

-8-7 生物除磷技术

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--8.7课件

-8-7 生物除磷技术--作业

-8-8 生物脱氮除磷技术

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--8.8课件

-8-8 生物脱氮除磷技术--作业

-8-9 曝气设备

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--8.9课件

-8-9 曝气设备--作业

第九章 生物膜处理技术

-本章内容提要

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-9-1 生物膜处理原理

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--9.1课件

-9-1 生物膜处理原理--作业

-9-2 普通生物滤池

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--9.2课件

-9-2 普通生物滤池--作业

-9-3 生物接触氧化池

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--9.3课件

-9-3 生物接触氧化池--作业

-9-4 曝气生物滤池

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--9.4课件

-9-4 曝气生物滤池--作业

第十章 土地处理技术

-本章内容提要

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-10-1 污水生态处理原理

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--10.1课件

-10-1 污水生态处理原理--作业

-10-2 稳定塘技术

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--10.2课件

-10-2 稳定塘技术--作业

-10-3 人工湿地技术

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--10.3课件

-10-3 人工湿地技术--作业

第十一章 厌氧生物处理技术

-本章内容提要

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-11-1 厌氧生物处理原理

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--11.1课件

-11-1 厌氧生物处理原理--作业

-11-2 厌氧生物处理工艺

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-11-2 厌氧生物处理工艺--作业

-11-3 高效厌氧反应器

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--11.3课件

-11-3 高效厌氧反应器--作业

第十二章 化学处理技术

-本章内容提要

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-12-1 酸碱调节处理技术

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--12.1课件

-12-1 酸碱调节处理技术--作业

-12-2 化学沉淀处理技术

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--12.2课件

-12-2 化学沉淀处理技术--作业

-12-3 氧化还原处理技术

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--12.3课件

-12-3 氧化还原处理技术--作业

-12-4 化学混凝处理技术

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--12.4课件

-12-4 化学混凝处理技术--作业

-12-5 高级氧化处理技术

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--12.5课件

-12-5 高级氧化处理技术--作业

第十三章 物理化学处理技术

-本章内容提要

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-13-1 吸附处理技术

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--13.1课件

-13-1 吸附处理技术--作业

-13-2 离子交换处理技术

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--13.2课件

-13-2 离子交换处理技术--作业

-13-3 膜处理技术

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--13.3课件

-13-3 膜处理技术--作业

第十四章 污泥处理技术

-本章内容提要

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-14-1 污泥处理工艺

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--14.1课件

-14-1 污泥处理工艺--作业

-14-2 污泥浓缩技术

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--14.2课件

-14-2 污泥浓缩技术--作业

-14-3 污泥消化技术

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--14.3课件

-14-3 污泥消化技术--作业

-14-4 污泥脱水技术

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--14.4课件

-14-4 污泥脱水技术--作业

工程案例

-城市污水处理

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Video笔记与讨论

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