北京工业大学：《水质工程学》课程教学资源（PPT课件）第8章 离子交换

水质工程学-1 Water Quality engineering-l 景峰 Gao Jingfeng

水质工程学－ 1 Water Quality Engineering － 1 高景峰 Gao Jingfeng

第8章离子交换 n81水中溶解物质的去除 82离子交换基本知识 n8.3离子交换软化 ■84离子交换除盐 ■8.5离子交换的应用

No. 2 第8章 离子交换 „ 8.1水中溶解物质的去除 „ 8.2离子交换基本知识 „ 8.3离子交换软化 „ 8.4离子交换除盐 „ 8.5离子交换的应用

8.1水中溶解物质的去除 一、水中主要溶解杂质 二、硬度单位 三、水的纯度 ■四、软化和除盐基本方法 ■五、药剂软化法

No. 3 8.1水中溶解物质的去除 „ 一、水中主要溶解杂质 „ 二、硬度单位 „ 三、水的纯度 „ 四、软化和除盐基本方法 „ 五、药剂软化法

、水中主要溶解杂质 离子 Ca2, Mgz, Nat (K+) HCO.S0 2- CI ■一般Fe2,SO32含量较少。 气体:CO2O2 总硬度:Ca2+,Mg2+, 碳酸盐硬度(暂时硬度) 非碳酸盐硬度 含盐量:∑阳+∑阴 软化:降低硬度 除碱:HCO3-(锅炉给水、碱度太高,会汽水共沸) 除盐:降低含盐量 奮

No. 4 一、水中主要溶解杂质 „ 离子： „ Ca2+, Mg2+, Na +(K + ) „ HCO3-, SO 4 2-, Cl- „ 一般Fe2+, SiO 3 2-含量较少。 „ 气体：CO 2,O 2 „ 总硬度：Ca2+, Mg2+, „ 碳酸盐硬度（暂时硬度） „ 非碳酸盐硬度 „ 含盐量：∑阳＋∑阴 „ 软化：降低硬度 „ 除碱：HCO 3－（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸） „ 除盐：降低含盐量

二、硬度单位 a mmol/L,meq,度 我国用德国度 德国度=10 mg Cao/L美国度=1mg Caco3/L

No. 5 二、硬度单位 „ mmol/L, meq/L, 度 „ 我国用德国度 „ 德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1mg CaCO 3/L

三、水的纯度 ■以含盐量或水的电阻率表示(单位:欧姆 厘米) ■淡化水:高含盐量水经局部处理 ■脱盐水:相当于普通蒸馏水,含盐量1 5mg/L a纯水:亦称去离子水,含盐量mgL n高纯水:含盐量<0mgL

No. 6 三、水的纯度 „ 以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆 厘米） „ 淡化水：高含盐量水经局部处理 „ 脱盐水 ：相当于普通蒸馏水，含盐量 1 － 5mg/L „ 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L „ 高纯水：含盐量<0.1mg/L

四、软化和除盐基本方法 a1软化 (1)加热去除暂时硬度 (2)药剂软化:根据溶度积原理 n(3)离子交换:离子交换硬度去除比较彻底。 2除盐 ■蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法

No. 7 四、软化和除盐基本方法 „ 1.软化 „ (1)加热 去除暂时硬度 „ (2)药剂软化：根据溶度积原理 „ (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 „ 2.除盐 „ 蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法

五、药剂软化法 (-)、石灰软化法 ■(二)、石灰一纯碱法 (三)、石灰一石膏法

No. 8 五、药剂软化法 „ （一）、石灰软化法 „ （二）、石灰－纯碱法 „ （三）、石灰－石膏法

(一)、石灰软化法 a Cao+ H,0=Ca(OH) C0,+ Ca(OH)=CaCO3\+H,O Ca (HCo)+ Cal(OH)=2 Ca C0++ 2H,O Mg(HCO3)+ 2Ca(0H)=2CaC03++ Mg(oh)2\+2H,0

No. 9 （一）、石灰软化法 „ CaO + H 2O = Ca(OH) 2 „ CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 ↓+ H 2 O „ Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O „ Mg(HCO 3 ) 2 + 2Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓+ Mg(OH) 2 ↓+2H 2O

若碱度>硬度,还应去除多余的HCO3 若水中存在Fe离子,也要消耗Ca(OH2 ■所以,石灰投加量: a[Cao]=[Co2]+[Ca(HCO3)2]+ 2[Mg(HCO3)21 +[F ■为尽量降低碳酸盐硬度,石灰十混凝沉淀可 以同时进行。 ■注意:石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低 水中的碱度

No. 10 „ 若碱度>硬度，还应去除多余的HCO 3－ „ 若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2 „ 所以，石灰投加量： „ [CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] „ 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可 以同时进行。 „ 注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低 水中的碱度