2015年環(huán)保工程師基礎(chǔ)考點(diǎn)離子交換

   【摘要】環(huán)球網(wǎng)校提醒：2015年環(huán)保工程師考試已進(jìn)入備考階段。根據(jù)學(xué)員對(duì)離子交換難點(diǎn)的反饋，同時(shí)為進(jìn)一步加深大家對(duì)離子交換相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的了解，環(huán)球網(wǎng)校老師為大家整理了“2015年環(huán)保工程師基礎(chǔ)考點(diǎn)離子交換”，希望對(duì)大家有所幫助。

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　　離子交換（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供離子交換復(fù)習(xí)資料）的基本原理

　　水處理中主要采用離子交換（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供離子交換復(fù)習(xí)資料）樹(shù)脂和磺化煤用于離子交換。其中離子交換（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供離子交換復(fù)習(xí)資料）樹(shù)脂應(yīng)用廣泛，種類(lèi)多，而磺化煤為兼有強(qiáng)酸型和弱酸型交換基團(tuán)的陽(yáng)離子交換劑。

　　離子交換（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供離子交換復(fù)習(xí)資料）樹(shù)脂按結(jié)構(gòu)特征，分為：凝膠型、大孔型和等孔型;

　　按樹(shù)脂母體種類(lèi)，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等;

　　按其交換基團(tuán)性質(zhì)，分為：強(qiáng)酸型、弱酸型、強(qiáng)堿型和弱堿型。

　　⑴離子交換樹(shù)脂的構(gòu)造

　　是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性基團(tuán)所構(gòu)成的不溶性高分子化合物。活性基團(tuán)遇水電離，分成兩部分：固定部分，仍與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動(dòng)，構(gòu)成所謂固定離子，活動(dòng)部分，能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng)，并與其周?chē)芤褐械钠渌噪x子進(jìn)行交換反應(yīng)，稱(chēng)為可交換離子。

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　　呈透明或半透明球形，顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等，

　　②交聯(lián)度

　　指交聯(lián)劑占樹(shù)脂原料總重量的百分?jǐn)?shù)。對(duì)樹(shù)脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)度等有決定性影響，一般水處理中樹(shù)脂的交聯(lián)度為7%～10%.

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　　指每克濕樹(shù)脂所含水分的百分率，一般為50%，交聯(lián)度越大，孔隙越小，含水率越少。

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　　指干樹(shù)脂用水浸泡而體積變大的現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，交聯(lián)度越小，活性基團(tuán)越容易電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大;樹(shù)脂周?chē)芤弘娊赓|(zhì)濃度越高，樹(shù)脂溶脹率就越小。

　　在生產(chǎn)中應(yīng)盡量保證離子交換器有長(zhǎng)的工作周期，減少再生次數(shù)，以延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用壽命。

　　⑤密度

　　分為干真密度、濕真密度和濕視密度

　?、藿粨Q容量

　　是樹(shù)脂最重要的性能，是設(shè)計(jì)離子交換過(guò)程裝置時(shí)所必須的數(shù)據(jù)，定量地表示樹(shù)脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。

　　⑦有效ph范圍

　　由于樹(shù)脂的交換基團(tuán)分為強(qiáng)酸強(qiáng)堿和弱酸弱堿，所以水的ph值對(duì)其電離會(huì)產(chǎn)生影響，影響其工作交換容量。弱堿只能在酸性溶液中以及弱酸在堿性溶液中有較高的交換能力。

　?、噙x擇性

　　即離子交換樹(shù)脂對(duì)水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。除與樹(shù)脂類(lèi)型有關(guān)外，還與水中濕度和離子濃度有關(guān)。

　?、犭x子交換平衡

　　離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，服從質(zhì)量作用定律和當(dāng)量定律。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，離子交換體系中固態(tài)的樹(shù)脂相和溶液相之間的離子交換反應(yīng)達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)也稱(chēng)為離子交換選擇系數(shù)。降低反應(yīng)生成物的濃度有利于交換反應(yīng)的進(jìn)行。

　?、怆x子交換速率

　　主要受離子交換過(guò)程中離子擴(kuò)散過(guò)程的影響。

　　其他性能：如溶解性、機(jī)械強(qiáng)度和耐冷熱性等。離子交換樹(shù)脂理論上不溶于水，機(jī)械強(qiáng)度用年損耗百分?jǐn)?shù)表示，一般要求小于3%～7%/年。另外，溫度對(duì)樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度和交換能力有影響。溫度低則樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度下降，陽(yáng)離子比陰離子耐熱性能好，鹽型比酸堿型耐熱好。

　?、菢?shù)脂層離子交換過(guò)程

　　以離子交換柱中裝填鈉型樹(shù)脂，從上而下通以含有一定濃度鈣離子的硬水為例，以交換柱的深度為橫坐標(biāo)，以樹(shù)脂的飽和度為縱坐標(biāo)，可繪得某一時(shí)刻的飽和度曲線。就整個(gè)交換過(guò)程而言，樹(shù)脂層的變化可分為三個(gè)階段。

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