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厦门市宝能科技有限公司

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水质纯化方法简介

阅读次数:303发布时间:2011/11/17 9:56:21

水质纯化方法简介

 
 

离子交换法
         离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水,水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前,先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂,以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
        离子交换树脂利用氢离子交换阳离子,而以氢氧根离子交换阴离子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的,以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
        阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中,分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起,置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式,当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子,就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反,利用氢离子及氢氧根离子进行再生,交换附着在离子交换树脂上的杂质。
        若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时,则离子交换法在整个纯化系统中,将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的去除离子,却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上,并以树脂作为培养基,使得微生物可快速生长并产生热源。因此,需配合其他的纯化方法设计使用。
     
    活性碳吸附法
         有机物可能是阳离子、阴离子或非离子性的物质,离子交换树脂可去除原水中一些可溶性的有机酸和有机碱(阴离子和阳离子),但有些非离子性的有机物却会被树脂包覆,这过程称为树脂的“污染阻塞”现象,不但会减少树脂的寿命,而且降低其交换能力。为保护离子交换树脂,可将活性碳过滤器安装在离子交换树脂之前,以去除非离子性的有机物。
        活性碳的吸附过程是利用活性碳过滤器的孔隙大小及有机物通过孔隙时的渗透率来达到的。吸附率和有机物的分子量及其分子大小有关,某些颗粒状的活性碳较能有效的去除氯胺。活性碳也能去除水中的自由氯,以保护纯水系统内其他对氧化剂敏感的纯化单元。
        活性碳通常与其他的处理方法组合应用。在设计纯水系统时,活性碳与其他相关纯化单位的相关配置,是一项极为重要的项目。
     
    反渗透法
         反渗透(RO)法是可达到90%~99%杂质去除率中经济的方法。RO膜的滤孔结构较UF膜还要致密,RO膜可去除所有的颗粒、细菌以及分子量大于300的有机物(包括热源)。
        当第二种不同浓度的溶液,由一个半透膜隔开时,渗透现象会自然发生。渗透压将水压过半透膜,水将浓度较高的溶液稀释,后造成浓度平衡。在水纯化系统中,施加压力于高浓度的溶液中,以抗衡渗透压。如此迫使得纯水由高浓度的液体通过RO膜,并可加以收集。由于RO膜致密度极高,因此,产出的水流很慢,需要经过相当的时间,贮水箱内才会有足够的水量。
        RO膜可执行离子排除,使得只有水可通过RO膜,其余所有的离子及溶解的分子都被截留,并加以排除(包括盐类和糖)。RO膜以电荷反应将离子排除,带电荷愈大,排除性愈高,所以RO膜几乎可排除所有的(>99%)强离子性的高价离子,但是,对于弱离子性的单价离子(如钠离子)的效果只有95%。不同的进水需要不同种类的RO膜,RO膜包括由乙酸纤维酯制成,或是以聚硫胺与聚砜基质的混合薄层聚合物。
        如果以原水水质及产水水质为基准,经过适当设计后,RO是将自来水纯化的经济有效方法。RO同时也是试剂级纯水系统的前处理方法。 
     
    EDI纯水技术
     
           EDI(Electro-de-ionization,continuouselectro-de-ionzation)又被称为CDI和连续电除盐。该技术是二十世纪八十年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展EDI在欧美等国己普遍使用,且占据了相当部分的超纯水市场。在国内此项技术的应用在起步阶段,有蓬勃发展的态势。
    
      我公司采用自主专利技术—新型EDI膜堆,率先在中国市场应用EDI技术,EDI把传统的电渗析技术和离子交换技术有机地结合起来,连续制取高品质纯水,但无需使用酸碱。EDI广泛地应用于电子、电力、生物、制药、化工等诸多领域,是传统离子交换混床工艺的佳取代技术。EDI 的出现是水处理技术的一次革命性的进步,标志着水处理工业全面跨入绿色产业的行列。 
    EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI工作原理如下图所示。 EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状物隔开,形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下,通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而被淡水中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水。 
     工作状态下,流经EDI单元的水中的盐离子发生三种迁移:
    
    1. 离子与阴、阳树脂发生离子交换而结合到树脂颗粒上;
    
    2. 离子在电场作用下经树脂颗粒构成的离子通道迁移;
    
    3. 离子经过离子交换膜迁移到浓水室,从而完成水的脱盐过程;在一定的电流密度下,树脂、膜、水之间的界面处因产生浓差极化而迫使水分解成H+和OH-,从而同时再生了树脂。 
    
       EDI可代替传统的混合离子交换技术(MB-DI)生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点: 
     ①水质稳定 ②容易实现全自动控制 ③不会因再生而停机 ④不需化学再生⑤运行费用低⑥厂房面积小⑦无污水排放 
    EDI设备一般以反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电阻率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达17MΩ.cm(25℃),但是根据去离子水用途,EDI纯水适用于制备电阻率要求在1-17MΩ.cm(25℃)的纯水。

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