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地下水井水除硬度堿度

一、離子交換樹脂的選擇:

離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。

陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(-SO3H),羥基(-COOH)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基團,其結構式可簡單表示為R--SO3H,式中R代表樹脂母體。

反應式為:2R--SO3H + Ca2+=(R--SO3)2Ca + 2H+

陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(-NH3)或亞胺基(-NH2)等堿性基團它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用。

反應式為:R-N(CH3)OH + cl-=R-N(CH3)3cl + OH-

本套設備的主要工藝為軟化,即原理為置換其中的鈣、鎂等陽離子,故采用Na型陽離子交換樹脂。

二、鈉離子交換軟化處理的特點是:

(1)除去水中的硬度而堿度不變,只不過是Ca2+、Mg2+與Na+進行等電荷摩爾量交換而已;

(2)在一般天然水中Mg2+的含量都比較少,主要起交換作用的是Ca2+和Na+,而鈣的摩爾質量M(1/2Ca)是20,鈉的摩爾質量M(Na)是23,基本接近,因此,鈉離子交換軟化處理的水中含鹽量基本不變,水中溶解固形物也沒有多大變化;

(3)在再生過程中,有時由于正洗不徹底,或者是再生劑系統閥門的泄漏,使軟化處理后的水中氯根反而比原水有所增加,但通過精心操作是可以避免的。

離子交換樹脂用量的計算先是進行初算,再進行復算調整。樹脂的濕視密度一般在0.6-0.85g/ml之間。樹脂的體積可以通過計算求得,之后就可以大概算出樹脂的裝填量。

(1)樹脂的體積用量計算:

V=Q*∑I/E

式中 V—樹脂體積,m3;

Q—周期制水量,m3或t;

∑I—原水中陽離子的濃度,mmol/L,取分析值;

E—離子交換樹脂的工作交換容量,mmol/L。

(2)樹脂的重量計算:

W=V*R

式中W—樹脂重量,t;

R—樹脂的視密度,g/mL。

第二步進行復算調整。

因為,    V=?∏d2*H

式中  d—離子交換塔內徑,m;

H—樹脂的填裝高度,m。

注意:H的選擇,對一級除鹽水處理,當交換塔徑在2m以上時,樹脂層高度不低于1.5m(一般選擇1.8m);對塔徑〈2m時,高度可適當放低。混合床的塔徑在1.5m以上時,樹脂總高度不低于1m,不高于1.5m;塔徑〈1.5m時,高度可適當放低。混床的陰、陽樹脂比例原則上可按2比1。使用上可根據具體情況適當調整。

所謂鹽耗是對已經失效的樹脂,使其再恢復交換能力所消耗的再生劑量。即每恢復1mol樹脂交換能力M時,所消耗再生劑(Nacl)的克數。

鹽耗=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—被處理水的硬度,mol/m3。

由于離子交換是等[H+]摩爾進行的,從理論上來說每除去0.5mol的硬度需要消耗1mol的Nacl,即58.8g。然而,實際生產運行中鹽耗是上述理論值的3倍左右。通常為150-200g/mol,主要與操作管理及工藝等都有關。

三、設備圖片:


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