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各位小伙伴注意了,今天帮考网为大家分享2020注册环保工程师基础知识备考考点:离子交换,供大家参考,希望对大家有所帮助。
离子交换的基本原理
水处理中主要采用树脂和磺化煤离子交换。其中离子交换树脂应用广泛,种类多,而磺化煤为兼有强酸型和弱酸型交换基团的阳离子交换剂。
离子交换树脂按结构特征,分为:凝胶型、大孔型和等孔型;
按树脂母体种类,分为:苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;
按其交换基团性质,分为:强酸型、弱酸型、强碱型和弱碱型。
⑴离子交换树脂的构造
是由空间网状结构骨架(即母体)与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。活性基团遇水电离,分成两部分:固定部分,仍与骨架牢固结合,不能自由移动,构成所谓固定离子,活动部分,能在一定范围内自由移动,并与其周围溶液中的其他同性离子进行交换反应,称为可交换离子。
⑵基本性能
①外观
呈透明或半透明球形,颜色有乳白色、淡黄色、黄色、褐色、棕褐色等,
②交联度
指交联剂占树脂原料总重量的百分数。对树脂的许多性能例如交换容量、含水率、溶胀性、机械强度等有决定性影响,一般水处理中树脂的交联度为7%~10%.
③含水率
指每克湿树脂所含水分的百分率,一般为50%,交联度越大,孔隙越小,含水率越少。
④溶胀性
指干树脂用水浸泡而体积变大的现象。一般来说,交联度越小,活性基团越容易电离,可交换离子的水合离子半径越大,则溶胀度越大;树脂周围溶液电解质浓度越高,树脂溶胀率就越小。
在生产中应尽量保证离子交换器有长的工作周期,减少再生次数,以延长树脂的使用寿命。
⑤密度
分为干真密度、湿真密度和湿视密度
⑥交换容量
是树脂最重要的性能,是设计离子交换过程装置时所必须的数据,定量地表示树脂交换能力的大小。分为全交换容量和工作交换容量。
⑦有效ph范围
由于树脂的交换基团分为强酸强碱和弱酸弱碱,所以水的ph值对其电离会产生影响,影响其工作交换容量。弱碱只能在酸性溶液中以及弱酸在碱性溶液中有较高的交换能力。
⑶树脂层离子交换过程
以离子交换柱中装填钠型树脂,从上而下通以含有一定浓度钙离子的硬水为例,以交换柱的深度为横坐标,以树脂的饱和度为纵坐标,可绘得某一时刻的饱和度曲线。就整个交换过程而言,树脂层的变化可分为三个阶段。
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2020-05-15
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