第11章废水物化处理

第11章废水物化处理§11-1离子交换法§11-2吸附§11-3膜分离法第十一章废水的物理化学处理离子交换法概述11.1.1离子交换剂11.1.2离子交换速度11.1.3树脂层的离子交换过程11.1.4水的离子交换软化11.1.5水的离子交换除盐11.1.6离子交换法在废水处理中的应用概述在给水处理中，离子交换是软化、除盐的主要方法之一；废水处理中，常用于去除金属离子。离子交换的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中其它同样离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆的化学吸附。反应式可表达为：RH+M+RM+H+（11-1）概述平衡时，有：（11-2）K——平衡常数。K越大，越有利于交换反应。K值能定量地表示离子交换选择性的大小，故亦称为选择性系数。KMRHHRM离子交换剂水处理中常用的离子交换剂为磺化煤和离子交换树指，废水处理中主要用树指。磺化煤：煤研磨后经浓硫酸处理而得的碳质离子交换剂。离子交换树脂：有凝胶型、大孔型和等孔型等。根据交换基团（活性基团）的不同，可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四种。前两种有酸性交换基团，为阳离子型交换树脂；后两种带碱性交换基团，为阴离子交换树脂。离子交换剂一、离子交换树脂的结构二、树脂的类型三、离子交换树指的性能指标四、废水水质对离子交换的影响离子交换树脂的结构离子交换树脂是人工合成的高分子化合物(小球状、多孔结构)，由树脂本体(母体、骨架)和交换基团两大部分组成。母体：由高分子化合物与交联剂经聚合反应而成。树脂中交联剂的重量在树脂重量中所占的百分数称为交联度。交换基团：树脂母体并不具有离子交换性能，只能在母体上引入交换基团才成为离子化合物，具有离子交换能力。离子交换树脂的结构常用的交换基团有：经磺化反应引入的-SO3H（阳离子）；经氯甲基化及胺化引入的≡NOH（强碱性阴离子）、≡NHOH（叔胺型）、=NH2OH（仲胺型）和—NH3OH（伯胺型）等。交换基团分为固定离子和活动离子离子交换树脂的结构固定离子：与母体牢固结合，固定在树脂的网状骨架上，不能自由移动。活动离子：依靠静电引力与固定离子结合，遇水可离解，并能在一定范围内自由移动，与水中其它同性离子进行交换反应，为可交换离子。例：—SO3H中，—SO3固定，H+移动；≡NHOH中，≡NH固定，OH-移动故：酸性树脂以RH表示；