CN1275869C - 用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法，先将阴离子交换树脂用浓度为5-10%的氯化钠溶液处理，制成氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂，将经过前置预处理的水引入氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂交换器中进行离子交换制成含钙、镁离子的饮用水，交换后的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10%的氯化钠溶液再生、清洗后进入下一交换循环。本发明的方法可以保留水质中钙、镁等有效成份，工艺流程简单，建设和处理成本低，无环境污染。
Description
(一)、所属领域
本发明涉及的是一种水的处理方法，具体地说是一种饮用水的处理方法。
(二)、背景技术
目前在市场上销售的瓶装或者是桶装饮用水可以分为矿泉水、纯净水和矿化水。纯净水又可分为纯除盐水和含钙、镁离子的饮用水。在饮用水生产中所使用的除盐水的生产工艺，是在包含了阳离子交换→除二氧化碳→阴离子交换等工艺过程的典型的工业制取一级除盐水处理方法的基础上，前置增加了除铁、除锰以及活性炭过滤的预处理，除盐后又增加了活性炭、紫外线除味、杀菌、消毒等后置处理过程。除盐水的生产方法是一种成熟的、公知的方法。而已有的含钙、镁离子的饮用水是在除盐水中再添加符合国家饮用水卫生标准的可溶性钙、镁物质，或者是对除盐水在进行矿化处理而得到的。
在自来水、深井水等饮用水源中都含有矿化可溶性碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，碳酸氢镁[Mg(HCO3)2]，即含有钙离子(Ca+)和镁离子(Mg+)，这些离子对人体健康非常重要，但在对水进行加热后，这些离子会因为形成沉淀而被析出，不但达不到通过饮水补钙、补镁的目的，而且还生成了水垢。
而通用的除盐水生产方法中经过阳离子交换→除二氧化碳→阴离子交换，不仅去除了碳酸氢根，同时也去除了钙离子和镁离子。而且其中的阴离子树脂的再生所使用的是氢氧化钠溶液将阴离子交换树脂转换成了碱性树脂。
(三)、发明内容
本发明的目的在于提供一种可以保留水质中有效成份，简化处理工艺，降低处理成本的用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法。
本发明的目的是这样实现的：先将强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液处理，其反应式为： ，制成氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂，将经过前置预处理的水引入氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂交换器中进行离子交换，其反应式为：2RC ，式中M为钙、镁阳离子，Y为阴离子，制成含钙、镁离子的饮用水，交换后的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液再生、清洗后进入下一交换循环。
本发明还可以包括这样一些特征：
1、所述的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂再生后的清洗包括用流动方向与再生液的流动方向相反的水进行逆流清洗，再用流动方向与交换时水的流动方向相同的水进行顺流清洗。
2、氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂交换器是固定床交换器、浮动床交换器、移动床交换器或者是流动床交换器中的任何一种。
本发明的优点在于：
1、安全性能高，其再生剂是氯化钠，无毒无副作用。采用本发明的方法生产的水中的钙、镁离子是自然存在于水中的，不需要重新进行调整。而除盐后再加入钙、镁可溶性盐类物质的制水方法的加入量和操作要求非常严格。
2、能够提高饮用水的质量，饮用采用本发明的方法生产的饮用水，可以收到良好的补充钙、镁等人体所必需的元素效果。
3、与除盐水工艺比较，工艺流程简单、投资少、成本低。取消了阳离子交换、除二氧化碳及再投入或水质矿化过程，取消了酸碱再生系统及再生过程；减少了建设资金的投入，省去了阳离子树脂和阳离子交换器、除二氧化碳器、再生时的酸碱中和池、储酸槽及酸计量箱、流量计、喷射器以及水泵、风机等；节约生产成本，由于生产流程的简化、中间环节的减少，使得酸、碱、水和能源等的消耗量大大降低，是整个生产成本下降。
4、消除了对环境的污染。
(四)、具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述：
选择201×7、201×4、202×2、D202、D203、331、302×2、D301、D311等任何一种阴离子交换树脂，先将阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液处理，制成氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂。
其中RY为氯型或氢氧型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂、NaCl为再生剂、RCl为氯型碱性阴离子交换树脂、NaY为再生废液。
将经过前置预处理的自来水或者深井水引入填充有氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂的交换器中，进行离子交换制成含钙、镁离子的饮用水，交换器是固定床交换器、浮动床交换器、移动床交换器或者是流动床交换器中的任何一种，进行离子交换。
其反应通式为：
其中M为钙、镁阳离子；Y为阴离子。
其具体反应式为：
Ca(HCO3)2 (HCO3)2 CaCl2
2Na(HSiO3) (HSiO3)2 2NaCl
其中6RCl为氯型碱性阴离子交换树脂，Ca(HCO3)2、MgSO4、Na(HSiO3)为水中可溶性盐，R6(HCO3)2、R6SO4、R6(HSiO3)2为失效的树脂，NaCl、CaCl2、MgCl2为水中含有的钙、镁氯化物。
离子交换时的流速根据树脂装填量或高度、原水中阴离子含量来调整，一般在10-30米/小时；交换时的水压在0.15-0.5Mpa。
交换后的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液再生。再生可以选择顺流也可以选择逆流，即可以是动态再生也可以是静态再生。为了保证树脂的稳定性，再生温度应当控制在30℃以下。再生后的树脂进行清洗，清洗包括用流动方向与再生液的流动方向相反的水进行逆流清洗，再用流动方向与交换时水的流动方向相同的水进行顺流清洗。
Claims (3)
1、一种用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法，其特征是：先将强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液处理，其反应式为： ，制成氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂，将经过前置预处理的水引入氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂交换器中进行离子交换，其反应式为： ，式中M为钙、镁阳离子，Y为阴离子，制成含钙、镁离子的饮用水，交换后的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂用浓度为5-10％的氯化钠溶液再生、清洗后进入下一交换循环。
2、根据权利要求1所述的用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法，其特征是：所述的氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂再生后的清洗包括用流动方向与再生液的流动方向相反的水进行逆流清洗，再用流动方向与交换时水的流动方向相同的水进行顺流清洗。
3、根据权利要求1或2所述的用离子交换生产含钙、镁离子的饮用水的方法，其特征是：氯型强碱性或弱碱性阴离子交换树脂交换器是固定床交换器、浮动床交换器、移动床交换器或者是流动床交换器中的任何一种。
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