什么是离子交换系统及其工作原理?

发布时间 : 2020-10-21  浏览次数 :

水的处理过程涉及从您的房屋正在使用或工厂所需的水中清除各种类型的污染物。当您尝试处理水时,可以使用多种技术和方法来过滤水并有效去除污染物。一种这样的处理涉及使用离子交换系统。该系统中使用的离子交换过程可以帮助水软化,从而从硬水中去除镁和钙离子。

该过程也通常用于通过消毒和去离子等过程从水中去除其他污染物。离子交换化学过程的工作原理是从水中除去溶解的离子污染物。这些离子交换成更好的离子,不会降低水质。软水器与离子交换系统非常相似,因为这两种系统都可以从水中去除镁和钙离子。然而,离子交换系统趋于更全面,并且也能够去除其他污染物。

为了最好地了解离子交换系统的工作原理,重要的是要知道有两种不同类型的离子,其中包括阴离子和阳离子。阴离子是带负电的离子,而阳离子是带正电的离子。离子交换过程将在液体和固体之间进行。虽然液体始终是水,但固体可以是沸石或树脂材料。请记住,树脂材料只能在特定时间内充电。

离子交换系统的工作原理 

当离子不再能够交换时,树脂将需要重新充电。可以用盐酸或氯化钠适当补充树脂。在阳离子交换过程中,任何与树脂接触的带正电的离子都将与在树脂表面上发现的其他带正电的离子交换。这些离子通常是钠离子。对于阴离子交换过程,将发生相同类型的交换,这将导致更健康的带负电荷的离子被放入水中。诸如氟化物和硝酸盐的污染物被氯化物替代。本文为您提供了离子交换系统及其运行方式的全面视图。

如何去除离子污染物

通过简单的离子交换过程从水中去除溶解的离子污染物。该交换过程需要液体和固体,后者可以是树脂材料或沸石。如果您购买的系统使用沸石作为主要固体,则必须了解沸石是由硅和铝化合物组成的硬化矿物。当该过程发生时,水中的任何离子污染物都被交换为更好的离子,这些离子直接粘在树脂材料上。

交换过程有可能集中在阴离子和阳离子上。从水中除去带正电荷的阳离子后,它们将被更好的阳离子(如钠)代替。阴离子交换过程也是如此。在此过程中,砷,硝酸盐,硫酸盐和氟化物等污染物会与更好的氯离子交换。请记住,任何不被认为是离子性的物质都无法通过离子交换过程去除。这适用于苯等物质。如果您需要从水中去除其他污染物,则可以使用许多其他过滤方法。

饮用水中的离子交换

在饮用水处理中,离子交换过程正变得越来越普遍。为了从饮用水中去除一些更危险的污染物,用于处理饮用水的离子交换系统配备了独特的树脂,能够有效处理诸如铀和高氯酸盐之类的污染物。

处理饮用水时可以使用多种树脂,包括强阴离子/强碱树脂。这种特殊的树脂可用于从水中去除高氯酸盐和硝酸盐。还可以得到可适当用于水软化目的的树脂珠。发生这种情况时,树脂珠应该能够去除水中发现的所有镁和钙。有时也可以通过水软化将铁从水中去除。

离子交换树脂

有三个单独的类型的树脂的可离子交换系统中使用,其中包括:阳离子树脂阴离子树脂特种树脂

选择阳离子树脂体系时,可以获得具有弱酸阳离子或强酸阳离子的树脂。这些系统可用于水软化,软化和脱碱。可以通过阳离子树脂去除的各种污染物包括:铁

对于阴离子树脂,使用这些树脂的体系可以包含弱碱阴离子或强碱阴离子。使用强碱性阴离子的树脂可以帮助脱盐。另一方面,具有弱碱性阴离子的树脂可以适应酸吸收应用。阴离子树脂能够去除的污染物类型包括:砷碳酸盐氰化物氯化物硝酸盐氟化物硫酸盐二氧化硅

特种树脂通常用于工业应用,这意味着它们通常比标准树脂贵。如果获得螯合树脂,则将能够去除稀溶液中的金属。这些金属可以包括汞和钴。也可以使用磁性离子交换树脂来消除进水中存在的任何天然有机物。

如前所述,树脂将需要不时充电。用于树脂的材料只能在一定时间段内用于交换离子。当离子交换过程不再正常运行时,可以用硫酸,氯化钠,氢氧化钠或盐酸对树脂进行充电。

请记住,离子交换系统用于处理水时的整体效率可能会受到各种问题的限制。这些问题包括树脂结垢,矿物结垢和表面堵塞的可能性。为了减轻这些问题并提高离子交换系统的效率,请考虑使用化学或过滤等预处理工艺。

离子交换系统行业是一个蓬勃发展的行业,这主要是由于需要有效的离子交换树脂而引起的。2014年,该行业的收入约为15.4亿美元。然而,预计到2022年它将增长到略低于25亿美元,这表明在这段时间内将增长6%。需求增加的原因包括核电市场的增长以及与水质有关的更严格的环境法规。

了解基本的离子交换系统

在继续购买离子交换系统之前,重要的是要了解这些系统之一通常包含的内容。甲溢价离子交换系统将包括这样的部件为:树脂材料–可以是阳离子树脂,阴离子树脂或特种树脂进水口分配系统–输送水的系统区域再生剂分配系统–包含再生剂化学溶液的系统的一部分,用于恢复树脂的容量固位元素–保留被树脂捕获的污染物的元素PLC,管道和控制阀–这些设备使系统得以正确控制并平稳运行

您使用的树脂是所选离子交换系统中最重要的部分。当前在饮用水或给水中发现的物质和污染物将决定树脂的大小,形状和实际材料。一旦确定了应该从水中去除的污染物,就可以确定哪种树脂最适合您的情况。在离子交换系统用于工业应用的情况下,可能需要使用特种树脂。

尽管离子交换系统无法去除水中的所有污染物,但它们可以有效去除任何被视为离子的污染物。这些系统功能强大,可以用几种不同的树脂获得。如果要去除铁离子和钙离子,则需要选择配备阳离子树脂的离子交换系统。另一方面,阴离子树脂能够去除碳酸盐,氯化物,硝酸盐和许多其他污染物。现在,您已经更好地了解了这些系统的功能以及它们为您提供的好处,对于您来说,确定满足您需求的系统应该更简单。



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