水的软化一节课本学习教案.pptx

《水的软化一节课本学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水的软化一节课本学习教案.pptx（22页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1水的软化水的软化(runhu)一节课本一节课本第一页，共22页。21.1 软化的目的和方法软化的目的和方法(fngf)概概述述n n软化处理的几种常用方法软化处理的几种常用方法n n基于溶度积原理基于溶度积原理n n基于离子基于离子(lz)交换原理交换原理n n交换剂上的离子交换剂上的离子(lz)和水中离子和水中离子(lz)进行进行“等当量等当量”的交换。的交换。n n基于电渗析原理基于电渗析原理第2页/共22页第二页，共22页。21.2 水的药剂水的药剂(yoj)软化法软化法n n石灰软化石灰软化石灰软化石灰软化(ru(ru nhu)nhu)n n缺点：缺点：缺点：缺点：n n单纯的

2、石灰软化单纯的石灰软化单纯的石灰软化单纯的石灰软化(ru(ru nhu)nhu)只能降低水的碳酸只能降低水的碳酸只能降低水的碳酸只能降低水的碳酸盐硬度和碱度盐硬度和碱度盐硬度和碱度盐硬度和碱度n n过量投加反而会增加硬度过量投加反而会增加硬度过量投加反而会增加硬度过量投加反而会增加硬度n n适用于碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低且不适用于碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低且不适用于碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低且不适用于碳酸盐硬度高、非碳酸盐硬度低且不要求深度软化要求深度软化要求深度软化要求深度软化(ru(ru nhu)nhu)的场合的场合的场合的场合n n 第3页/共22页第三页，共22页。21.2 水

3、的药剂水的药剂(yoj)软化法软化法n n石灰石灰-苏打软化苏打软化n n石灰降低石灰降低(jingd)碳酸盐硬碳酸盐硬度度n n苏打（苏打（Na2 CO3）降低）降低(jingd)非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度第4页/共22页第四页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n应用应用n n给水处理给水处理n n硬水软化、脱盐硬水软化、脱盐n n纯水、高纯水的制备纯水、高纯水的制备n n废水处理废水处理n n金属金属(jnsh)离子：离子：Zn2+、Cu2+、Cr6+、Cr3+n n工业生产工业生产n n产品的提纯产品的提纯第5页/共22页第五页，共22页。

4、21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n特点特点(tdin)n n去除率高，净化效果好去除率高，净化效果好n n可做到污染物的回收利用可做到污染物的回收利用n n对来水的预处理要求较高对来水的预处理要求较高n n树脂再生液需要进一步处置树脂再生液需要进一步处置第6页/共22页第六页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n交换树脂的分类交换树脂的分类n n按结构特征按结构特征n n凝胶型：孔隙小、少，溶胀度较大，水溶胀凝胶型：孔隙小、少，溶胀度较大，水溶胀后呈凝胶状。后呈凝胶状。n n大孔型：孔大，溶胀度小，交换速度

5、高，抗大孔型：孔大，溶胀度小，交换速度高，抗污染能力强。污染能力强。n n等孔型：孔大、均匀，抗有机污染能力强。等孔型：孔大、均匀，抗有机污染能力强。n n按单体种类按单体种类n n苯乙烯系、酚醛系、丙烯酸系等苯乙烯系、酚醛系、丙烯酸系等n n按活性基团按活性基团(j tun)n n强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型第7页/共22页第七页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基基本原理本原理n n离子交换离子交换离子交换离子交换(l z(l z jio hun)jio hun)树脂的树脂的树脂的树脂的基本性能基本性能基本性能基本性能n n外观

6、外观外观外观n n不透明或半透明球状颗粒不透明或半透明球状颗粒不透明或半透明球状颗粒不透明或半透明球状颗粒n n乳白色、淡黄色或棕褐色等乳白色、淡黄色或棕褐色等乳白色、淡黄色或棕褐色等乳白色、淡黄色或棕褐色等n n0.31.2mm0.31.2mm第8页/共22页第八页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换树脂离子交换树脂(shzh)的基本性能的基本性能n n交联度交联度n n（交联剂质量（交联剂质量/总量）总量）100%n n取决于制造过程取决于制造过程n n710%为宜为宜n n含水率含水率n n反映树脂反映树脂(shzh)网架中的孔隙

7、率网架中的孔隙率交联度越交联度越(d yu)小小孔隙率越大孔隙率越大含水率越大含水率越大第9页/共22页第九页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换树脂的基本性能离子交换树脂的基本性能n n溶胀性溶胀性n n干树脂浸泡水中干树脂浸泡水中绝对溶胀度绝对溶胀度n n湿树脂转型时湿树脂转型时相对溶胀度相对溶胀度n n密度密度n n通常是指湿密度通常是指湿密度n n湿真密度：仅考虑树脂内的孔隙湿真密度：仅考虑树脂内的孔隙(kngx)n n湿视密度：考虑了树脂颗粒间的空隙湿视密度：考虑了树脂颗粒间的空隙第10页/共22页第十页，共22页。21.3

8、离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换树脂的基本性能离子交换树脂的基本性能n n交换容量交换容量n n树脂交换能力树脂交换能力n n分为全交换容量和工作交换容量分为全交换容量和工作交换容量n n有效有效(yuxio)PH值范围值范围树脂类型树脂类型强酸性强酸性弱酸性弱酸性强碱性强碱性弱碱性弱碱性有效有效PH值范围值范围11451411207第11页/共22页第十一页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换平衡离子交换平衡n nR-A+B+R-B+A+An n离子交换选择系数离子交换选择系数kn n大于大于1

9、，说明，说明(shumng)树脂对树脂对B+的亲合力的亲合力大于对大于对A+的亲合力，有利于进行离子交换的亲合力，有利于进行离子交换反应反应第12页/共22页第十二页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换离子交换(l z jio hun)过程过程树脂(shzh)颗粒水膜BB(1)(2)(3)(A)(4)(5)(6)A外外 扩扩 散散薄膜扩散薄膜扩散内内 扩扩 散散第13页/共22页第十三页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基基本原理本原理n n离子交换离子交换离子交换离子交换(l z(l z jio hun)

10、jio hun)速度速度速度速度n n离子扩散过程步骤离子扩散过程步骤离子扩散过程步骤离子扩散过程步骤n n外部溶液中待交换的外部溶液中待交换的外部溶液中待交换的外部溶液中待交换的Ca2+Ca2+向树脂向树脂向树脂向树脂颗粒表面迁移并通过树脂表面的颗粒表面迁移并通过树脂表面的颗粒表面迁移并通过树脂表面的颗粒表面迁移并通过树脂表面的边界水膜；边界水膜；边界水膜；边界水膜；n n待交换的待交换的待交换的待交换的Ca2+Ca2+在树脂孔道里移动，在树脂孔道里移动，在树脂孔道里移动，在树脂孔道里移动，直到到达某有效交换位置上；直到到达某有效交换位置上；直到到达某有效交换位置上；直到到达某有效交换位置上

11、；n nCa2+Ca2+与树脂上可交换与树脂上可交换与树脂上可交换与树脂上可交换Na+Na+进行交进行交进行交进行交换反应；换反应；换反应；换反应；n n被交换下来的被交换下来的被交换下来的被交换下来的Na+Na+从有效交换位从有效交换位从有效交换位从有效交换位置上通过孔道向外面移动；置上通过孔道向外面移动；置上通过孔道向外面移动；置上通过孔道向外面移动；n nNa+Na+通过树脂表面的边界水膜进通过树脂表面的边界水膜进通过树脂表面的边界水膜进通过树脂表面的边界水膜进入外部的溶液中。入外部的溶液中。入外部的溶液中。入外部的溶液中。第14页/共22页第十四页，共22页。21.3 离子交换离子交换

12、(l z jio hun)基本基本原理原理n n离子交换指上述五步骤全过程，其中：离子交换指上述五步骤全过程，其中：n n1、2、4、5属离子扩散，速度较慢且受外界属离子扩散，速度较慢且受外界条件影响较大；条件影响较大；n n3属化学反应，瞬间完成；属化学反应，瞬间完成；n n15每一步都影响了离子交换的速度，其中每一步都影响了离子交换的速度，其中1、5步膜扩散和第步膜扩散和第2、4步的孔道步的孔道(kngdo)扩散有可能成为控制步骤。扩散有可能成为控制步骤。第15页/共22页第十五页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n外界条件对离子交换速度的

13、影响外界条件对离子交换速度的影响(yngxing)：n n溶液浓度（溶液浓度（C）：）：n n浓度梯度理论：浓度梯度理论：C是扩散的推动力，是扩散的推动力，C大，扩散快大，扩散快n nC0.1mol/L时，时，VM大，孔道扩散成为控制大，孔道扩散成为控制因素，树脂再生时即为这种情况；因素，树脂再生时即为这种情况；n nC0.003mol/L时，时，VM小，膜扩散成为控制小，膜扩散成为控制因素，交换时即为这种情况。因素，交换时即为这种情况。第16页/共22页第十六页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n外界条件对离子交换速度的影响：外界条件对离子交

14、换速度的影响：n n流速（流速（V）n n边界水膜厚度边界水膜厚度反比反比(fnb)于于V，而孔道，而孔道扩散不受扩散不受V影响。影响。n n树脂粒径（树脂粒径（d）：）：n n膜扩散过程：离子交换速度反比膜扩散过程：离子交换速度反比(fnb)于于d；n n孔道扩散过程：离子交换速度反比孔道扩散过程：离子交换速度反比(fnb)于于d2。n n交联度（交联度（DVB）n nDVB对孔道扩散影响大，对膜扩散影响小。对孔道扩散影响大，对膜扩散影响小。第17页/共22页第十七页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基基本原理本原理n n交换过程分析方法：交换过程分析方法：交换

15、过程分析方法：交换过程分析方法：n n在离子交换柱中装填在离子交换柱中装填在离子交换柱中装填在离子交换柱中装填NaNa型树脂，从上而下型树脂，从上而下型树脂，从上而下型树脂，从上而下通过含有一定浓度通过含有一定浓度通过含有一定浓度通过含有一定浓度Ca2+Ca2+的硬水。交换反的硬水。交换反的硬水。交换反的硬水。交换反应进行一段时间后，停应进行一段时间后，停应进行一段时间后，停应进行一段时间后，停止运行，逐层取出树脂止运行，逐层取出树脂止运行，逐层取出树脂止运行，逐层取出树脂样品，并测定其所吸附样品，并测定其所吸附样品，并测定其所吸附样品，并测定其所吸附的钙离子含量，以的钙离子含量，以的钙离子含

16、量，以的钙离子含量，以“饱饱饱饱和程度和程度和程度和程度”表示表示表示表示(bi(bi osh)osh)。n n饱和程度：单位体积树饱和程度：单位体积树饱和程度：单位体积树饱和程度：单位体积树脂所吸附钙、镁离子量脂所吸附钙、镁离子量脂所吸附钙、镁离子量脂所吸附钙、镁离子量与其全交换容量之比，与其全交换容量之比，与其全交换容量之比，与其全交换容量之比，以百分比表示以百分比表示以百分比表示以百分比表示(bi(bi osh)osh)第18页/共22页第十八页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基基本原理本原理n n树脂层离子交换树脂层离子交换过程过程n n交换带形成阶段：

17、交换带形成阶段：饱和程度曲线形饱和程度曲线形状不断变化随即状不断变化随即形成一定形式的形成一定形式的曲线。曲线。n n交换带推移阶段交换带推移阶段n n“交换带交换带”：在：在某时刻正在进行某时刻正在进行交换反应的软化交换反应的软化工作层。工作层。n n“交换带厚度交换带厚度”：可理解为处于：可理解为处于(chy)动态的软动态的软化工作层厚。沿化工作层厚。沿水流方向，以一水流方向，以一定形式每刻都在定形式每刻都在推移。推移。n n当硬度开始泄露当硬度开始泄露时，树脂层分为时，树脂层分为两部分两部分n n饱和层：交换容饱和层：交换容量得到充分利用；量得到充分利用；n n保护层：交换容保护层：交换

18、容量得到部分利用，量得到部分利用，相当于交换带厚相当于交换带厚度度第19页/共22页第十九页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基本基本原理原理n n树脂层离子交换过程树脂层离子交换过程(guchng)n n“交换带厚度交换带厚度”的影响因素：的影响因素：n n流速：正比于流速：正比于V0.50.8n nCa2+：硬度：硬度n n树脂再生程度树脂再生程度n n“交换带厚度交换带厚度”对树脂层的有效利用是有影对树脂层的有效利用是有影响的。如原水硬度高、采用流速偏大，则响的。如原水硬度高、采用流速偏大，则交换带厚度大，降低树脂层的利用率。交换带厚度大，降低树脂层的利用率。第20页/共22页第二十页，共22页。21.3 离子交换离子交换(l z jio hun)基基本原理本原理n n树脂层离子交换树脂层离子交换过程过程n n交换操作步骤交换操作步骤n n 软化软化(runhu)反反洗洗再生再生正洗正洗第21页/共22页第二十一页，共22页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第22页/共22页第二十二页，共22页。