当前课程知识点:水污染控制工程 > 第十三章 物理化学处理技术 > 13-2 离子交换处理技术 > Video
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
和
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
阴
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
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-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课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-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课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--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课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-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
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
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-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
--Video
--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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-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
--Video
--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--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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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
--html
--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
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--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
--html
--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
--html
--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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-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
--Video
--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
--Video
--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
--Video
--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
--Video
--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
-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
--Video
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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
--Video
--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-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
-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课件
-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
-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
-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
-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
-城市污水处理
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