Proceso de trabajo

1. ¿Cómo probar la dureza del agua?

Determine la dureza del agua utilizando papel de prueba de dureza total 。

Para ablandar el agua dura utilizando métodos químicos, se utilizan cal y ceniza de soda. Escriba las ecuaciones iónicas relevantes y analice el orden en que se utilizan la cal y la ceniza de sosa.

Mg2 2OH- = Mg(OH)2 ↓ 
Ca2 2HCO3- Ca2 2OH- = 2CaCO3 ↓ 2H2O 
Mg2 2HCO3- 2Ca2 4OH- = Mg(OH)2 ↓ 2CaCO3 ↓ 2H2O 
Ca2 CO32- = CaCO3 ↓ 
Primero use cal, luego use ceniza de soda para eliminar la dureza causada por Ca2 

¿Qué es dureza temporal y qué es dureza permanente?

La dureza causada por el Ca(HCO3)2 y el Mg(HCO3)2 se llama dureza temporal. La dureza causada por sulfatos o cloruros de calcio y magnesio se llama dureza permanente.

¿4. utilizar ecuaciones químicas para explicar el proceso de formación de la escala en calderas?

CA (HCO3)2 = CaCO3 ↓ CO2 ^ H2O 
MG (HCO3)2 = MgCO3 ↓ CO2 ^ H2O 
MgCO3 H2O = Mg(OH)2 CO2 ^

El agua dura causada por la dureza temporal se puede reducir calentando y hirviendo.

Método de software de agua dura

Métodos comunes para ablandar el agua dura:

Método de calentamiento y ebullición:

Puede reducir solamente la dureza temporal del agua, pero no puede reducir la dureza permanente.

(B) Método de ablandamiento químico: (método de ceniza de soda de cal)

Reducir el contenido de iones de calcio y magnesio en el agua mediante la adición de productos químicos.

(C) Método de intercambio iónico:

Los intercambiadores de iones incluyen zeolitas naturales o artificiales, carbón sulfonado y resinas de intercambio iónico, etc. En este proyecto, utilizamos el método de intercambio de iones de árbol.

Describa brevemente el principio del método de intercambio iónico para ablandar el agua dura.

Ca2 y Mg2 en intercambio de agua dura con Na o H en la resina de intercambio iónico, reduciendo la concentración de iones Ca2 y Mg2 en la solución.

Método de intercambio iónico

Los métodos de ablandamiento de agua dura generalmente incluyen el método de ablandamiento químico y el método de intercambio iónico. Aquí solo presentamos brevemente el método de intercambio iónico. Método de intercambio iónico es un método de ablandamiento de agua usando intercambiador de iones ①. El carbón sulfonado (NaR) se usa comúnmente como intercambiador de iones en la industria. El carbón sulfonado es una sustancia granular negra que es insoluble en ácido y álcali. Los cationes de esta sustancia experimentarán un intercambio iónico con los cationes de otras sustancias en la solución. Como se muestra en la Figura 2-6, la columna de intercambio iónico está llena de carbón sulfonado. Inyecte agua dura desde la parte superior de la columna de intercambio iónico para que el agua dura fluya lentamente a través del carbón sulfonado. Cuando el agua dura pasa a través del carbón sulfonado, el Ca2 + y el Mg2 + en el agua dura realizan intercambio iónico con el Na + en el carbón sulfonado, suavizando así el agua dura. La reacción se puede expresar de la siguiente manera: 2NaR + Ca2 + = CaR2 + 2Na + 2NaR + Mg2 + = MgR2 + 2Na + Después de que todo el Na + en el carbón sulfonado se reemplaza por Ca2 + y Mg2 +, el carbón sulfonado pierde su capacidad para ablandar el agua dura. Sin embargo, si se empapa en una solución de cloruro de sodio con una fracción de masa de 8% a 10%, CaR2 y MgR2 se intercambiarán con Na + para regenerar NaR, restaurando así la capacidad del carbón sulfonado para ablandar el agua dura. Este proceso se llama regeneración. Se puede expresar de la siguiente manera: CaR2 + 2Na + = 2NaR + Ca2 + Este método de ablandamiento de agua dura tiene las ventajas de alta calidad, equipo simple, huella pequeña y fácil operación. Por lo tanto, actualmente se utiliza comúnmente. Dado que el intercambio iónico es reversible, la resina de intercambio iónico usada generalmente se lava con una concentración apropiada de ácido inorgánico o álcali, y puede restaurarse a su estado original y reutilizarse. Este proceso se llama regeneración. La resina de intercambio catiónico se puede eluir con ácido clorhídrico diluido, ácido sulfúrico diluido y otras soluciones; la resina de intercambio aniónico se puede tratar con hidróxido de sodio y otras soluciones para la regeneración.

Método de intercambio iónico

La resina catiónica (también se puede usar resina aniónica) se usa para absorber iones de calcio y magnesio en el agua, suavizando así el agua y cambiando la dureza del agua. El tamaño de la capacidad de la resina de intercambio se puede determinar de acuerdo con la calidad del agua entrante, el volumen de agua y la dureza del agua. Este método de ablandamiento de agua dura tiene las ventajas de alta calidad, equipo simple, huella pequeña y fácil operación. Al mismo tiempo, dado que el efecto de intercambio iónico es reversible, la resina de intercambio iónico usada generalmente se lava con una concentración apropiada de ácido inorgánico o álcali, y puede restaurarse a su estado original y reutilizarse. Este proceso se llama regeneración. La resina de intercambio catiónico se puede eluir con ácido clorhídrico diluido, ácido sulfúrico diluido y otras soluciones; la resina de intercambio aniónico se puede tratar con hidróxido de sodio y otras soluciones para la regeneración.

Regeneración de la resina

El método de regeneración electroquímica de la resina catiónica débilmente ácida es una tecnología de regeneración de resina efectiva. Utiliza principios electroquímicos para regenerar y recuperar resinas débilmente ácidas que han adsorbido un gran número de cationes. Las etapas de este método son relativamente simples, fáciles de operar y tienen una alta eficiencia y economía de regeneración.
Pasos para la regeneración electroquímica de resina catiónica de ácido débil:
1. prepare la solución del electrólito: prepare una solución ácida del electrólito de la concentración apropiada, ácido clorhídrico generalmente ácido o ácido sulfúrico. Esta solución se utilizará para crear un entorno electrolítico húmedo capaz de estimular el proceso de regeneración de cationes débilmente ácidos.
2. construir la celda electrolítica: Preparar una celda electrolítica que incluye dos electrodos (generalmente electrodos de acero inoxidable u otros materiales resistentes a la corrosión). Estos electrodos se sumergirán en una solución electrolítica para formar un sistema electroquímico con una resina catiónica débilmente ácida.
3. conecte la fuente de alimentación: Conecte los electrodos a una fuente de alimentación de CC que permite que la corriente pase a través de la solución electrolítica y la resina iónica.
4. proceso de electrólisis: bajo la acción de la corriente eléctrica, los iones ácidos en el electrolito producirán intercambio iónico en la resina catiónica débilmente ácida, liberando así los iones metálicos adsorbidos, etc. Este proceso, llamado regeneración electroquímica, restaura gradualmente la capacidad de adsorción de la resina iónica.
5. monitor y control: durante el proceso de la electrólisis, los parámetros tales como corriente, voltaje, y concentración del ion se pueden supervisar para asegurar la eficacia y la seguridad del proceso de la regeneración.
6. acabado y limpieza: Cuando la capacidad de adsorción de la resina iónica se recupera gradualmente, el proceso de electrólisis se puede detener. Luego, retire la resina catiónica de ácido débil de la solución de electrolito y enjuague el electrolito restante con agua limpia.

Esterilización electrolizada del agua

La esterilización de agua electrolizada utiliza el principio de la electrólisis para descomponer el agua en oxígeno e hidrógeno a través de la acción de la corriente eléctrica, y genera especies de oxígeno activo con efecto bactericida. Estas especies reactivas de oxígeno pueden destruir la estructura celular de las bacterias, logrando así el propósito de matar bacterias. La ventaja de la esterilización con agua electrolizada es que es un método de esterilización que no requiere la adición de ningún producto químico y no produce residuos nocivos. Además, también tiene las características de velocidad de esterilización rápida, buen efecto de esterilización y fácil operación. Por lo tanto, la esterilización de agua electrolizada se ha utilizado ampliamente en el procesamiento de alimentos, el tratamiento de agua potable, la desinfección de dispositivos médicos y otros campos.

Regeneración de la resina

El método de regeneración electroquímica de la resina catiónica débilmente ácida es una tecnología de regeneración de resina efectiva. Utiliza principios electroquímicos para regenerar y recuperar resinas débilmente ácidas que han adsorbido un gran número de cationes. Las etapas de este método son relativamente simples, fáciles de operar y tienen una alta eficiencia y economía de regeneración.
Pasos para la regeneración electroquímica de resina catiónica de ácido débil:
1. prepare la solución del electrólito: prepare una solución ácida del electrólito de la concentración apropiada, ácido clorhídrico generalmente ácido o ácido sulfúrico. Esta solución se utilizará para crear un entorno electrolítico húmedo capaz de estimular el proceso de regeneración de cationes débilmente ácidos.
2. construir la celda electrolítica: Preparar una celda electrolítica que incluye dos electrodos (generalmente electrodos de acero inoxidable u otros materiales resistentes a la corrosión). Estos electrodos se sumergirán en una solución electrolítica para formar un sistema electroquímico con una resina catiónica débilmente ácida.
3. conecte la fuente de alimentación: Conecte los electrodos a una fuente de alimentación de CC que permite que la corriente pase a través de la solución electrolítica y la resina iónica.
4. proceso de electrólisis: bajo la acción de la corriente eléctrica, los iones ácidos en el electrolito producirán intercambio iónico en la resina catiónica débilmente ácida, liberando así los iones metálicos adsorbidos, etc. Este proceso, llamado regeneración electroquímica, restaura gradualmente la capacidad de adsorción de la resina iónica.
5. monitor y control: durante el proceso de la electrólisis, los parámetros tales como corriente, voltaje, y concentración del ion se pueden supervisar para asegurar la eficacia y la seguridad del proceso de la regeneración.
6. acabado y limpieza: Cuando la capacidad de adsorción de la resina iónica se recupera gradualmente, el proceso de electrólisis se puede detener. Luego, retire la resina catiónica de ácido débil de la solución de electrolito y enjuague el electrolito restante con agua limpia.

Control de la automatización

Implementar función

En conclusión, el profundo impacto de ablandar el agua de pH alto para el riego agrícola no puede ser exagerado. Se erige como un factor fundamental para fomentar la salud del suelo, optimizar la disponibilidad de nutrientes y, en última instancia, maximizar el rendimiento de los cultivos. Esta práctica encarna un enfoque sostenible hacia la agricultura, asegurando la viabilidad a largo plazo al tiempo que satisface la creciente demanda de producción de alimentos en un mundo en constante cambio.