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地下水井水除硬度碱度

一、离子交换树脂的选择:

离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

阳离子交换树脂大都含有磺酸基(-SO3H),羟基(-COOH)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基团,其结构式可简单表示为R--SO3H,式中R代表树脂母体。

反应式为:2R--SO3H + Ca2+=(R--SO3)2Ca + 2H+

阴离子交换树脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH3)或亚胺基(-NH2)等碱性基团它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用。

反应式为:R-N(CH3)OH + cl-=R-N(CH3)3cl + OH-

本套设备的主要工艺为软化,即原理为置换其中的钙、镁等阳离子,故采用Na型阳离子交换树脂。

二、钠离子交换软化处理的特点是:

(1)除去水中的硬度而碱度不变,只不过是Ca2+、Mg2+与Na+进行等电荷摩尔量交换而已;

(2)在一般天然水中Mg2+的含量都比较少,主要起交换作用的是Ca2+和Na+,而钙的摩尔质量M(1/2Ca)是20,钠的摩尔质量M(Na)是23,基本接近,因此,钠离子交换软化处理的水中含盐量基本不变,水中溶解固形物也没有多大变化;

(3)在再生过程中,有时由于正洗不彻底,或者是再生剂系统阀门的泄漏,使软化处理后的水中氯根反而比原水有所增加,但通过精心操作是可以避免的。

离子交换树脂用量的计算先是进行初算,再进行复算调整。树脂的湿视密度一般在0.6-0.85g/ml之间。树脂的体积可以通过计算求得,之后就可以大概算出树脂的装填量。

(1)树脂的体积用量计算:

V=Q*∑I/E

式中 V—树脂体积,m3;

Q—周期制水量,m3或t;

∑I—原水中阳离子的浓度,mmol/L,取分析值;

E—离子交换树脂的工作交换容量,mmol/L。

(2)树脂的重量计算:

W=V*R

式中W—树脂重量,t;

R—树脂的视密度,g/mL。

第二步进行复算调整。

因为,    V=?∏d2*H

式中  d—离子交换塔内径,m;

H—树脂的填装高度,m。

注意:H的选择,对一级除盐水处理,当交换塔径在2m以上时,树脂层高度不低于1.5m(一般选择1.8m);对塔径〈2m时,高度可适当放低?;旌洗驳乃对?.5m以上时,树脂总高度不低于1m,不高于1.5m;塔径〈1.5m时,高度可适当放低?;齑驳囊?、阳树脂比例原则上可按2比1。使用上可根据具体情况适当调整。

所谓盐耗是对已经失效的树脂,使其再恢复交换能力所消耗的再生剂量。即每恢复1mol树脂交换能力M时,所消耗再生剂(Nacl)的克数。

盐耗=2G/VH   g/mol

式中 G—再生一次所消耗的Nacl的量,g;

V—周期制水量,m3;

H—被处理水的硬度,mol/m3。

由于离子交换是等[H+]摩尔进行的,从理论上来说每除去0.5mol的硬度需要消耗1mol的Nacl,即58.8g。然而,实际生产运行中盐耗是上述理论值的3倍左右。通常为150-200g/mol,主要与操作管理及工艺等都有关。

三、设备图片:


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