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電去離子凈水技術(shù)—反應疊加實(shí)用分析方法
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來(lái)源:公司官網(wǎng) 發(fā)布日期:2014-09-12 14:19:27 瀏覽次數:1801
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在黃奕普等所作的有關(guān)電去離子的大量實(shí)驗及機理分析的基礎上,筆者采用先將電去離子過(guò)程解體為各組成反應再疊加合成的分析方法,依據各組成反應的前后次序和發(fā)生地點(diǎn),確定這些反應在某種應用場(chǎng)合下的主次地位,并對它們作側重于離子交換方面的應用分析,該實(shí)用分析方法的要點(diǎn)描述如下:
1)將電去離子過(guò)程解體為電滲析過(guò)程和離子交換過(guò)程,它們彼此獨立,各受其所固有的規律所支配.它們兩者雖然都起從水中除去離子的作用,但是在電去離子過(guò)程中電滲析起真正清除掉離子的作用,而離子交換僅僅起去離子的中間過(guò)渡作用.
2)離子交換樹(shù)脂截留住離子,抑制了電滲析,使離子交換進(jìn)行;樹(shù)脂解吸出離子,抑制了離子交換,使電滲析進(jìn)行.以上兩點(diǎn),可形象地示意為:
電去離子樹(shù)脂 截留離子樹(shù)脂 解吸離子電滲析↓+離子交換↑電滲析↑+離子交換↓
3)電滲過(guò)程中離子遷移速度由該離子在水溶液和膜中的遷移率而定.各種離子遷移率的大小決定離子從淡水室遷移至濃水室的離子濃度分布層譜.在直流電場(chǎng)作用下離子電滲析遷移的方向與離子受水流流動(dòng)挾帶運動(dòng)的方向相垂直.因此,在淡水室中陰離子和陽(yáng)離子的濃度分布層譜分別偏向兩側.
4)在電滲析出現濃差極化時(shí)會(huì )發(fā)生水的電離,它促使樹(shù)脂解吸.發(fā)生濃差極化的位置在水溶液和樹(shù)脂顆?;蚰ぶg的界面上,有隨機性.在樹(shù)脂顆粒表面界面層中發(fā)生水電離所生成的H+和OH-離子,能及時(shí)將鄰近失效樹(shù)脂再生;在膜表面界面層中發(fā)生水電離所產(chǎn)生的一種離子(H+或OH-)只是穿過(guò)膜,入濃水室,起電載體作用,不參與再生,另一種離子(OH-或H+)作橫向遷移,參與再生.原有的離子電滲析濃度分布層譜會(huì )被這種隨機產(chǎn)生的水電離造成的樹(shù)脂解吸所破壞,并且會(huì )出現離子多次被樹(shù)脂解吸又吸附的現象.
5)離子交換反應速度極快,遠大于離子電滲析遷移速度,因此離子交換過(guò)程受擴散因素控制.同時(shí),離子隨水流挾帶流動(dòng),水流不斷沖刷樹(shù)脂顆粒,使水中大部分離子在電滲析遷移出淡水室以前都被樹(shù)脂吸附截留住,以后再逐步解吸并電滲析遷移出淡水室而除去.可見(jiàn),在電去離子過(guò)程中,樹(shù)脂是轉運離子的中間體.
6)電去離子過(guò)程中的離子交換應遵守通常的柱內離子交換層譜的分布規律:在離子交換過(guò)程中,對某一種被吸附的離子,離子交換層可分為失效層、工作層和保護層;各離子層譜和先后置換的選擇性順序都根據它們與樹(shù)脂的親和力的大小而定.對強酸性陽(yáng)樹(shù)脂的選擇性順序為:
Fe3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+
對強堿性陰樹(shù)脂的選擇性順序為:
SO-4>NO-3>Cl->OH->HCO3->HSiO-3離子交換層譜是判定已處理水電去離子程度的依據.淡水室內水的流速愈大,離子的擴散速度愈小,層譜的擴展深度也就愈深.淡水室內水的流速取決于進(jìn)出口壓差和流阻.7)在描述電去離子過(guò)程時(shí)應將電滲析與離子交換有機地結合一起分析.根據當時(shí)各組成反應的前后次序和發(fā)生地點(diǎn),確定各反應的主次地位,有時(shí)以電滲析的一些反應為主,有時(shí)則以離子交換的一些反應為主,最后再將它們疊加起來(lái)作綜合分析.
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