離子交換樹脂簡(jiǎn)介

1、離子交換樹脂簡(jiǎn)介離子交換樹脂簡(jiǎn)介18051805年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中年英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了土壤中CaCa2+2+和和NHNH4 4+ +的交換現(xiàn)象；的交換現(xiàn)象；18761876年年Lemberg Lemberg 揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)系；揭示了離子交換的可逆性和化學(xué)計(jì)量關(guān)系；19351935年人工合成了離子交換樹脂；根據(jù)年人工合成了離子交換樹脂；根據(jù)AdamsAdams和和HolmesHolmes的發(fā)明，帶有的發(fā)明，帶有磺酸基和氨基的酚醛樹脂很快就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)并在水的脫鹽中得磺酸基和氨基的酚醛樹脂很快就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)并在水的脫鹽中得到了應(yīng)用。到了應(yīng)用。19401940年應(yīng)用于

2、工業(yè)生產(chǎn)；年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代末，國(guó)內(nèi)外諸多單位幾乎同時(shí)合成出大孔型離子交換年代末，國(guó)內(nèi)外諸多單位幾乎同時(shí)合成出大孔型離子交換樹脂。樹脂。6060年代后期，離子交換樹脂除了在品種和性能等方面得到了進(jìn)一步年代后期，離子交換樹脂除了在品種和性能等方面得到了進(jìn)一步的發(fā)展，更為突出的是應(yīng)用得到迅速的發(fā)展。除了傳統(tǒng)的水的脫鹽、的發(fā)展，更為突出的是應(yīng)用得到迅速的發(fā)展。除了傳統(tǒng)的水的脫鹽、軟化外，在分離、純化、脫色、催化等方面得到廣泛的應(yīng)用軟化外，在分離、純化、脫色、催化等方面得到廣泛的應(yīng)用2.12.1離子交換樹脂離子交換樹脂的定義的定義 離子交換樹脂是一類帶有離子交換樹脂是一類帶

3、有功能基功能基的的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高的高分子化合物，它由不溶性的分子化合物，它由不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架三維空間網(wǎng)狀骨架、連接、連接在骨架上的在骨架上的功能基團(tuán)功能基團(tuán)和功能基團(tuán)上帶有和功能基團(tuán)上帶有相反電荷的可相反電荷的可交換離子交換離子三部分構(gòu)成。三部分構(gòu)成。 離子交換樹脂可分為離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂和和兩性離子交換樹脂兩性離子交換樹脂。2 2. .2 2 離子交換的原理離子交換的原理 離子交換過程是被分離組分（即被提取、被純化的離子或分子）在水離子交換過程是被分離組分（即被提取、被純化的離子或分子）在水溶液與固體交換劑之間發(fā)生的一種

4、化學(xué)計(jì)量分配過程溶液與固體交換劑之間發(fā)生的一種化學(xué)計(jì)量分配過程，該過程遵循固一液，該過程遵循固一液非均相擴(kuò)散傳質(zhì)的普遍規(guī)律而又不同于傳統(tǒng)分離過程。非均相擴(kuò)散傳質(zhì)的普遍規(guī)律而又不同于傳統(tǒng)分離過程。 當(dāng)與溶液接觸時(shí)，離子交換劑會(huì)與溶液中的特定離子進(jìn)行交換，即離當(dāng)與溶液接觸時(shí)，離子交換劑會(huì)與溶液中的特定離子進(jìn)行交換，即離子交換樹脂上的可交換離子（陽離子或陰離子）被溶液中帶同種電荷的特子交換樹脂上的可交換離子（陽離子或陰離子）被溶液中帶同種電荷的特定離子取代，而不溶性固體骨架在這一交換過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化。定離子取代，而不溶性固體骨架在這一交換過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化。 該過程一般可以用方程式表達(dá)

5、為該過程一般可以用方程式表達(dá)為:R-B+A+ R-A+B+（R代表樹脂中代表樹脂中除可交換除可交換離子以外的其它部分，即惰性骨架與圓定基團(tuán)；離子以外的其它部分，即惰性骨架與圓定基團(tuán)；B為可交換為可交換離離子；子；A+為為待分離組分待分離組分)。3.13.1按按交換基團(tuán)的性質(zhì)分類交換基團(tuán)的性質(zhì)分類陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂兩性離子交換樹脂兩性離子交換樹脂鰲合鰲合性離子交換樹脂性離子交換樹脂氧化還原樹脂氧化還原樹脂黃艷，凈水技術(shù) 2010，29（5）：11-16，29單功能機(jī)多功能機(jī)強(qiáng)酸：-SO3H,-CH2SO3H中強(qiáng)酸：-PO(OH)2，-SeO2(OH)弱酸：-

6、COOH磺酸加羧酸：-SO3H+-COOH磺酸加酚：-SO3H+PhOH磺酸加酚加羧酸羧酸加酚單功能機(jī)強(qiáng)堿第I型，季胺-(CH)3N+Cl-第II型，季胺-(CH)2N+(CH2CH2OH)Cl-弱堿第一胺：-NH2第二胺：-NRH第三胺：-NR2巰基：膦基:多功能機(jī)：兼帶一、二、三胺和季胺v 陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂大都含有磺酸基大都含有磺酸基(SO3H)、羧基、羧基(COOH)或苯酚基或苯酚基(C6H4OH)等酸性基團(tuán)，其中的氫離子能等酸性基團(tuán)，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。 例如例如,苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理得

7、到強(qiáng)酸性陽苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經(jīng)磺化處理得到強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式可簡(jiǎn)單表示為離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式可簡(jiǎn)單表示為RSO3H，式中，式中R代表代表樹脂母體，其交換原理為樹脂母體，其交換原理為 ： 2R-SO3NaCa2+ (RSO3)2Ca2Na+ v 陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂含有季胺基含有季胺基-N(CH3)3OH、胺基、胺基(NH2)或亞胺基或亞胺基(NH2)等堿性基團(tuán)。它們?cè)谒心苌傻葔A性基團(tuán)。它們?cè)谒心苌蒓H-離子，可離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為：與各種陰離子起交換作用，其交換原理為： R-N(CH3)3OHCl-R N(CH3)3ClOH- 硬水軟

8、化硬水軟化的原理的原理活性基團(tuán)活性基團(tuán)I 酚，多元酚與取代酚間苯二酚，苯三酚，水楊酸，二羥基苯甲酸，氨基苯酚，水楊酸縮胺，間苯二胺四乙酸，硝基苯酚II 氨基酸類乙二胺二乙酸，-氨基酸，-氨基酸，間苯二胺四乙酸，蛋白質(zhì)等III -雙酮及-酮酸乙酰丙酮，乙酰苯乙酮，-多酮等IV 磷酸，砷酸類磷酸，氨基磷酸，砷酸苯酚等V 硫酚，硫醇，硫脲硫酚，硫醇，硫二醇，硫脲等VI 羧酸及其衍生物檸檬酸，酒石酸等VII 乙二肟類乙二肟，乙二肟-苯酚VIII 卟啉類卟啉IX 其他乙二胺，吡啶醛縮胺，硝基二苯胺，硝基脲，雙硫腙各種螯合及螯合性交換劑3.2 3.2 按樹脂的物理結(jié)構(gòu)分類按樹脂的物理結(jié)構(gòu)分類不同物理結(jié)構(gòu)離

9、子交換樹脂的模型不同物理結(jié)構(gòu)離子交換樹脂的模型凝膠型凝膠型大孔型大孔型載體型載體型v 凝膠型離子交換樹脂凝膠型離子交換樹脂：外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)。在水中：外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)。在水中 會(huì)會(huì)溶脹成凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子鏈的間隙孔，可供無機(jī)小分子自由地溶脹成凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子鏈的間隙孔，可供無機(jī)小分子自由地通通過離子。過離子。 凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒有毛細(xì)孔。凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒有毛細(xì)孔。它在吸水時(shí)潤(rùn)脹，在大分子鏈節(jié)間形成很它在吸水時(shí)潤(rùn)脹，在大分子鏈節(jié)間形成很微細(xì)的孔隙微細(xì)的孔隙，通常稱為，通常稱為顯微顯微孔孔。濕潤(rùn)樹脂的平均孔

10、徑為。濕潤(rùn)樹脂的平均孔徑為24nm(2106 4106mm)。 v 大孔型離子交換樹脂大孔型離子交換樹脂：外觀不透明，表面粗糙，為非均相凝膠結(jié)構(gòu)。：外觀不透明，表面粗糙，為非均相凝膠結(jié)構(gòu)。 即使即使在干燥狀態(tài)，內(nèi)部也存在不同尺寸的毛細(xì)孔在干燥狀態(tài)，內(nèi)部也存在不同尺寸的毛細(xì)孔，大孔樹脂內(nèi)部的孔隙，大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴(kuò)散速度快，離子交換速度又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴(kuò)散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。v 載體型離子交換樹脂載體型離子交換樹脂：一種特殊用途樹脂，主要用作液相色譜的固定：一種特殊用

11、途樹脂，主要用作液相色譜的固定 相相。一般是將離子交換樹脂包覆在硅膠或玻璃珠等表面上制成。它可。一般是將離子交換樹脂包覆在硅膠或玻璃珠等表面上制成。它可經(jīng)經(jīng)受液受液相色譜中流動(dòng)介質(zhì)的高壓，又具有離子交換功能。相色譜中流動(dòng)介質(zhì)的高壓，又具有離子交換功能。 凝膠型交換容量大，但孔徑小、易污染堵塞，而大孔型具有抗有機(jī)物污染的能力。我國(guó)生產(chǎn)的離子交換樹脂以凝膠型為主。離子交換樹脂離子交換樹脂按按基體基體的組成的組成 離子交換樹脂的基體，制造原料主要有離子交換樹脂的基體，制造原料主要有苯乙烯苯乙烯和和丙烯丙烯酸酸( (酯酯) )、環(huán)氧系環(huán)氧系、酚醛系及、酚醛系及脲醛系脲醛系。 苯乙烯系樹脂是先苯乙烯系樹

12、脂是先使用使用的，丙烯酸系樹脂則用得較后。的，丙烯酸系樹脂則用得較后。強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂 離子交換樹脂離子交換樹脂不溶于水不溶于水和和一般溶劑一般溶劑。 大多數(shù)制成顆粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。大多數(shù)制成顆粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在樹脂顆粒的尺寸一般在0.31.2mm m 范圍內(nèi)，大部分在范圍內(nèi)，大部分在0.40.6mmmm之間。之間。 它們有較高的它們有較高的機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度( (堅(jiān)牢性堅(jiān)牢性) )，化學(xué)性質(zhì)也很，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定穩(wěn)定，在正常情況下有，在正常情況下有較長(zhǎng)

13、的使用壽命較長(zhǎng)的使用壽命。 離子交換樹脂的全名稱由離子交換樹脂的全名稱由分類名稱分類名稱、骨架骨架（或基因）（或基因）名稱名稱、基本名稱基本名稱組成。組成。我國(guó)化工部規(guī)定，離子交換樹脂的型號(hào)由三位阿拉伯我國(guó)化工部規(guī)定，離子交換樹脂的型號(hào)由三位阿拉伯?dāng)?shù)字組成。數(shù)字組成。 第一位數(shù)字代表第一位數(shù)字代表產(chǎn)品的分類產(chǎn)品的分類。 第二位數(shù)字代表不同的第二位數(shù)字代表不同的骨架結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu)。 第三位數(shù)字為第三位數(shù)字為順序順序號(hào)號(hào)，用于區(qū)別功能基或交聯(lián)劑，用于區(qū)別功能基或交聯(lián)劑的差異的差異。 大孔樹脂大孔樹脂在型號(hào)前加在型號(hào)前加“D”D”。 凝膠型樹脂凝膠型樹脂的交聯(lián)度值可在型號(hào)后用的交聯(lián)度值可在型號(hào)后用“”

14、號(hào)連接號(hào)連接阿拉伯?dāng)?shù)字表示。阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 D D 大孔樹脂在名稱前加大孔樹脂在名稱前加D 分類代號(hào)（陰、陽、酸、堿、強(qiáng)、弱）分類代號(hào)（陰、陽、酸、堿、強(qiáng)、弱） 骨架分類代號(hào)骨架分類代號(hào) 順序號(hào)順序號(hào) 凝膠型樹脂后加凝膠型樹脂后加*并注明交聯(lián)度并注明交聯(lián)度 代號(hào)代號(hào)0 01 12 23 34 45 56 6功能基功能基強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性弱酸性弱酸性強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性弱堿性弱堿性螯合性螯合性兩性兩性氧化還原氧化還原表表 分類代號(hào)分類代號(hào)表表 骨架代號(hào)骨架代號(hào)代號(hào)代號(hào)0 01 12 23 34 45 56 6骨架類型骨架類型苯乙烯系苯乙烯系丙烯酸系丙烯酸系酚醛系酚醛系環(huán)氧系環(huán)氧系乙烯吡啶系乙烯吡啶系脲醛系脲

15、醛系氯乙烯系氯乙烯系例如：例如：0010017 7( (凝膠型凝膠型) )苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為苯乙烯系強(qiáng)酸陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為7 7 。 1101104 4( (凝膠型凝膠型) )丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為4 4。 D201D201大孔型苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。大孔型苯乙稀系強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。在在離子交換過程中，水中的離子交換過程中，水中的陽離子陽離子（如（如Na+Na+、Ca2+Ca2+、 K+K+、 Mg2+Mg2+、Fe3+Fe3+等）與陽等）與陽離子交換樹脂上的離子交換樹脂上的H+ 進(jìn)行交換，水中陽離子被轉(zhuǎn)

16、移到樹脂上，而樹脂上的進(jìn)行交換，水中陽離子被轉(zhuǎn)移到樹脂上，而樹脂上的H+H+交交換到水中。換到水中。 水中的水中的陰離子陰離子（如（如Cl-Cl-、HCOHCO3 3- -等）與陰離子交換樹脂上的等）與陰離子交換樹脂上的OH-進(jìn)行交換，水進(jìn)行交換，水中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹脂上，而樹脂上的中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹脂上，而樹脂上的OH- OH- 交換到水中。而交換到水中。而H+ H+ 與與OH- OH- 相結(jié)合生成相結(jié)合生成水，從而達(dá)到脫鹽的目的水，從而達(dá)到脫鹽的目的( (見下頁圖見下頁圖) ) 。 該過程一般可以用方程式表達(dá)為:R-B+A+ R-A+B+（R代表樹脂中除可交換離子以外的其它部分，即惰性骨架

17、與圓定基團(tuán)；B為可交換離子；A+為待分離組分)。H2O 陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂H+ Na+ OH- Cl- NaCl H2O 離子交換原理示意圖離子交換原理示意圖 工藝流程及操作過程 工藝流程工藝流程 運(yùn)行過程運(yùn)行過程廢水預(yù)處理交換離子交換離子排放去除影響交換的雜質(zhì)去除影響交換的雜質(zhì):懸浮物、油類、膠懸浮物、油類、膠 體體吸附、過濾吸附、過濾去除陽離子、陰離子去除陽離子、陰離子反洗再生再生交換正洗正洗 (一) 外觀u 形狀：透明或半透明的球狀珠體。形狀：透明或半透明的球狀珠體。u 顏色：白、淺黃、赤褐色。顏色：白、淺黃、赤褐色。 (二) 含水率 樹脂孔隙內(nèi)所含

18、的水分，一般在樹脂孔隙內(nèi)所含的水分，一般在40%69%。u與樹脂的膠聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度低，空隙率高，與樹脂的膠聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度低，空隙率高，含水率高。含水率高。物理性能物理性能 (三) 密度u 干真密度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。干真密度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。u 濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。u 表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度表觀密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度(視密視密度度) 。 單位均為單位均為mg/L. (四) 交聯(lián)度 交聯(lián)度為樹脂合成時(shí)交聯(lián)劑的用量，一般為交聯(lián)度為樹脂合成時(shí)交聯(lián)劑的用量，一般

19、為7%10%。u 交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。u 在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。 (五) 溶脹性 吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：u溶脹的原因溶脹的原因 水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹；水?dāng)U散到樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔發(fā)生溶脹； 活性基團(tuán)離解形成水合離子?；钚曰鶊F(tuán)離解形成水合離子。u 影響因素影響因素 樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低。樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低。 活性基團(tuán)：

20、離解程度越大，溶脹率越大；活性基團(tuán)：離解程度越大，溶脹率越大； 可交換離子：水合半徑越大，溶脹率越高?？山粨Q離子：水合半徑越大，溶脹率越高。%100前前后溶脹率VVV（一）有效PH值范圍 由于樹脂活性基團(tuán)分為強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、弱酸、弱堿性，水的pH值勢(shì)必對(duì)其交換容量產(chǎn)生影響。表表 各種類型樹脂有效各種類型樹脂有效pH值范圍值范圍樹脂類型強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性有效pH值范圍01441401407化學(xué)性能化學(xué)性能 (二) 交換容量 單位體積濕樹脂單位體積濕樹脂(容量表示法容量表示法)或單位重量干樹脂或單位重量干樹脂(重量表示重量表示法法)可發(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量。可發(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量。 容量表示法

21、容量表示法 EV ：mmol/ml、mol/l。 重量表示法重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg。 Ew = Ev 濕比重濕比重(1-含水率含水率) 全交換容量：全交換容量： 單位體積或重量樹脂中含可交換基團(tuán)的總數(shù)。單位體積或重量樹脂中含可交換基團(tuán)的總數(shù)。工作交換容量：工作交換容量： 在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換終點(diǎn)時(shí)，樹脂層在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換終點(diǎn)時(shí)，樹脂層達(dá)到的平均交換容量。達(dá)到的平均交換容量?；瘜W(xué)性能化學(xué)性能v（三）選擇性v對(duì)水中各種離子的交換能力不同v一般選擇性順序分別為：強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂F(xiàn)e3+Al3+ Ca2+ Mg2+ K

22、+ Na+ H+弱酸性陽離子交換樹脂弱酸性陽離子交換樹脂H+ Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ K+ Na+強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂SO42- NO3- Cl- OH- F- HCO3- HSiO3-弱堿性陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂OH- SO42- NO3- Cl- HCO3- HSiO3-化學(xué)性能化學(xué)性能v離子交換速度離子交換速度 離子交換過程：離子交換過程： 離子從離子從溶液主體溶液主體向向顆粒表面顆粒表面擴(kuò)散，穿過顆粒表面液膜。擴(kuò)散，穿過顆粒表面液膜。 穿過液膜的離子繼續(xù)在顆粒內(nèi)穿過液膜的離子繼續(xù)在顆粒內(nèi)交聯(lián)網(wǎng)孔交聯(lián)網(wǎng)孔中擴(kuò)散，直至達(dá)到中擴(kuò)散，直至達(dá)到 某

23、一某一活性基團(tuán)活性基團(tuán)位置。位置。 目的離子和活性基團(tuán)中的可交換離子發(fā)生目的離子和活性基團(tuán)中的可交換離子發(fā)生交換反應(yīng)交換反應(yīng)。 被交換下來的離子沿著與目的離子運(yùn)動(dòng)被交換下來的離子沿著與目的離子運(yùn)動(dòng)相反相反的方向擴(kuò)散，的方向擴(kuò)散， 最后被主體水流帶走。最后被主體水流帶走。 上述幾步中，交換反應(yīng)速率與擴(kuò)散相比要快得多。因此總上述幾步中，交換反應(yīng)速率與擴(kuò)散相比要快得多。因此總 交換速度由擴(kuò)散過程控制。由交換速度由擴(kuò)散過程控制。由FickFick定律，擴(kuò)散速度可寫成：定律，擴(kuò)散速度可寫成：/21ccDdtdq 影響離子交換擴(kuò)散速度的因素影響離子交換擴(kuò)散速度的因素 1.1.樹脂的樹脂的交聯(lián)度交聯(lián)度越大，

24、越大，網(wǎng)孔網(wǎng)孔越小，則內(nèi)擴(kuò)散越慢。越小，則內(nèi)擴(kuò)散越慢。 2.2.樹脂樹脂顆粒顆粒越小，由于內(nèi)擴(kuò)散距離縮短和液膜擴(kuò)散的表越小，由于內(nèi)擴(kuò)散距離縮短和液膜擴(kuò)散的表面積增大，使擴(kuò)散速度越快。面積增大，使擴(kuò)散速度越快。 3.3.溶液溶液離子濃度離子濃度是影響擴(kuò)散速度的重要因素，濃度越大，是影響擴(kuò)散速度的重要因素，濃度越大，擴(kuò)散速度越快。擴(kuò)散速度越快。 4.4.提高提高水溫水溫能使離子的動(dòng)能增加，水的粘度減小，液膜能使離子的動(dòng)能增加，水的粘度減小，液膜變薄，這些都有利于離子擴(kuò)散。變薄，這些都有利于離子擴(kuò)散。 5.5.交換過程中的交換過程中的攪拌或流速攪拌或流速提高，使液膜變薄，能加快提高，使液膜變薄，能加

25、快液膜擴(kuò)散，但不影響內(nèi)孔擴(kuò)散。液膜擴(kuò)散，但不影響內(nèi)孔擴(kuò)散。 6.6.被交換離子的被交換離子的電荷數(shù)和水合離子的半徑電荷數(shù)和水合離子的半徑越大，內(nèi)孔擴(kuò)越大，內(nèi)孔擴(kuò)散速度越慢。散速度越慢。7.1 水處理水處理 水處理包括水質(zhì)的軟化、水處理包括水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和高純水的制備等。水的脫鹽和高純水的制備等。水處理是離子交換樹脂最基本水處理是離子交換樹脂最基本的用途之一。的用途之一。7 7. .2 2 冶金工業(yè)冶金工業(yè) 離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一。在鈾、釷等超鈾元素、離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一。在鈾、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過渡金屬的分離、提純和回收方面稀土

26、金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過渡金屬的分離、提純和回收方面均起著十分重要的作用。均起著十分重要的作用。 離子交換樹脂還可用于選礦。在礦漿中加入離子交換樹脂可改變礦漿離子交換樹脂還可用于選礦。在礦漿中加入離子交換樹脂可改變礦漿中水的離子組成，使浮選劑更有利于吸附所需要的金屬，提高浮選劑的選中水的離子組成，使浮選劑更有利于吸附所需要的金屬，提高浮選劑的選性和選礦效率。性和選礦效率。7 7. .3 3 海洋資源利用海洋資源利用 利用離子交換樹脂，可從許多海洋生物利用離子交換樹脂，可從許多海洋生物( (例如海帶例如海帶) )中提取碘、溴、鎂中提取碘、溴、鎂等重要化工原料。在海洋航行和海島上，用離子交

27、換樹脂以海水制取淡水等重要化工原料。在海洋航行和海島上，用離子交換樹脂以海水制取淡水是十分經(jīng)濟(jì)和方便的是十分經(jīng)濟(jì)和方便的. .7 7.2 .2 冶金工業(yè)冶金工業(yè)1. 鈾 過去是將貧鈾礦溶于硫酸形成UO2(SO4)2-,既以強(qiáng)堿離子交換樹脂提取,現(xiàn)已改用弱堿性陰離子交換樹脂交換(XE-270),這對(duì)洗脫交換有利。目前不少國(guó)家研究海水提鈾，因海水鈾量達(dá)40億噸，較地上鈾量大1千倍，但海水鈾濃度是4ppb，濃度很低。目前專家認(rèn)為，用離子交換樹脂提鈾是最有前途的方法，其中最有效的樹脂是帶偕胺肟基的樹脂稀土 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，用RMgBr與交聯(lián)聚苯乙烯二氯化磷制得膦氧化物對(duì)稀土有跟高的選擇性2. 金 過去回收

28、礦渣里少量金，是將其全溶于過量的氰化鈉后，通入強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂然后用鹽酸和硫脲洗脫得到。A含硫脲基樹脂：這種樹脂在pH=13時(shí), 對(duì) Pt族金屬離子Pt2+，Os，Pd2+和Au3+可進(jìn)行選擇吸附性，吸附量隨酸濃度而 異。對(duì)金的最大吸附量為5.58mmol/g，洗脫液可用8%硫脲鹽酸溶液，8%KCN溶液，20%KClO4溶液。B聚二烯丙基胺樹脂：PH=8.5時(shí)，對(duì)Au(CN)2-的吸附量達(dá)5mmol/g，其他離子的存在不影響吸附量，可用0.5%的硫脲及2M的HCl脫洗或800灼燒。C.Fritz合成了兩種樹脂和它們?cè)?.1M HCl中對(duì)Au(II),Hg(II),Ag(I),均具有強(qiáng)烈的吸

29、附作用，通過分級(jí)淋洗與其他離子分離。D. 江川博明以丙烯酸環(huán)氧丙烷合成含巰基樹脂：在PH=2和4時(shí)，該樹脂對(duì)Au(II)的吸附量分別是5.87mmol/g和0.95mmol/gE.肟樹脂：一種含羥氨基樹脂，對(duì)金有較大的吸附量，當(dāng)PH=1是，對(duì)Au(II)的吸附量達(dá)到4mmol/g，它雖也能吸附一些其他的金屬離子，但能通過控制PH分離。3.鈀 聚乙烯芐基二次三乙胺能將濃度800mg/L的溶液通過5mg樹脂時(shí)，吸著300mg的鈀，以15ml的28%氨水淋洗，能解析出87%的鈀。 將聚苯乙烯吡啶聚銨鹽與0.942g/L的H2PdCl4水溶液作用，83%以上的鈀被吸附。4.銅 乙二醛與三氨基酚縮合物，

30、可從海水中提取銅至1ppb5. 鎳 交聯(lián)糠酸用于分離鈷、鎳可得到很好的效果7 7.2 .2 冶金工業(yè)冶金工業(yè)7 7. .4 4 化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè) 離子交換樹脂在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和蒸餾、結(jié)晶、萃取和過離子交換樹脂在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工生產(chǎn)上已經(jīng)和蒸餾、結(jié)晶、萃取和過濾一樣，成為重要的單元操作，普遍用于多種無機(jī)、有機(jī)化合物的分離、濾一樣，成為重要的單元操作，普遍用于多種無機(jī)、有機(jī)化合物的分離、提純，濃縮和回收等。提純，濃縮和回收等。7.5 食品工業(yè)食品工業(yè) 離子交換樹脂在制糖、釀酒、煙草、乳品、飲料、調(diào)味品等食品加工離子交換樹脂在制糖、釀酒、煙草、乳品、飲料、調(diào)味品等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用。中

31、都有廣泛的應(yīng)用。 在酒類生產(chǎn)中，利用離子交換樹脂改進(jìn)水質(zhì)、進(jìn)行酒的脫色、去渾、在酒類生產(chǎn)中，利用離子交換樹脂改進(jìn)水質(zhì)、進(jìn)行酒的脫色、去渾、去除酒中的酒石酸、水楊酸等雜質(zhì)，提高酒的質(zhì)量。酒類經(jīng)過離子交換樹去除酒中的酒石酸、水楊酸等雜質(zhì)，提高酒的質(zhì)量。酒類經(jīng)過離子交換樹脂的去銅、錳、鐵等離子，可以增加貯存穩(wěn)定性。脂的去銅、錳、鐵等離子，可以增加貯存穩(wěn)定性。 7.6 7.6 醫(yī)藥醫(yī)藥衛(wèi)生衛(wèi)生 離子交換樹脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。如在藥物生產(chǎn)中用于藥離子交換樹脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。如在藥物生產(chǎn)中用于藥劑的脫鹽、吸附分離、提純、脫色、中和及中草藥有效成分的提取等。劑的脫鹽、吸附分離、提純、脫

32、色、中和及中草藥有效成分的提取等。 離子交換樹脂本身可作為藥劑內(nèi)服，具有解毒、緩瀉、去酸等功效，離子交換樹脂本身可作為藥劑內(nèi)服，具有解毒、緩瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)食欲、去除腸道放射物質(zhì)等。對(duì)于外敷藥劑，用可用于治療胃潰瘍、促進(jìn)食欲、去除腸道放射物質(zhì)等。對(duì)于外敷藥劑，用離子交換樹脂粉末可配制軟膏、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以吸除傷口毒物離子交換樹脂粉末可配制軟膏、粉劑及嬰兒護(hù)膚用品，用以吸除傷口毒物和作為解毒藥劑。和作為解毒藥劑。 將各種藥物吸附在離子交換樹脂上，可有效地控制藥物釋放速率，延將各種藥物吸附在離子交換樹脂上，可有效地控制藥物釋放速率，延長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)。利用離子交換

33、樹脂吸水后體積迅速膨脹的特點(diǎn)，長(zhǎng)藥效，減少服藥次數(shù)。利用離子交換樹脂吸水后體積迅速膨脹的特點(diǎn)，將其與藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩解，更快更好地發(fā)揮藥物的將其與藥劑混合制成藥片，服后可迅速脹大崩解，更快更好地發(fā)揮藥物的作用。作用。 離子交換樹脂還是醫(yī)療診斷、藥物分析檢定的重要藥劑，如血液成分離子交換樹脂還是醫(yī)療診斷、藥物分析檢定的重要藥劑，如血液成分分析、胃液檢定、藥物成分分析等。具有檢測(cè)速度快、干擾少等優(yōu)點(diǎn)。分析、胃液檢定、藥物成分分析等。具有檢測(cè)速度快、干擾少等優(yōu)點(diǎn)。7.7 7.7 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù) 離子交換樹脂在廢水，廢氣的濃縮、處理、分離、回收及分析檢測(cè)上離子交換樹脂在廢水，廢氣的

34、濃縮、處理、分離、回收及分析檢測(cè)上都有重要應(yīng)用，已普遍用于電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污水，都有重要應(yīng)用，已普遍用于電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污水，影片洗印廢水、工業(yè)廢氣等的治理。影片洗印廢水、工業(yè)廢氣等的治理。 例如影片洗印廢水中的銀是以例如影片洗印廢水中的銀是以Ag(SOAg(SO3 3) )2 23-3-等陰離子形式存在的，使用等陰離子形式存在的，使用型強(qiáng)堿性離子交換樹脂處理后，銀的回收率可達(dá)型強(qiáng)堿性離子交換樹脂處理后，銀的回收率可達(dá)9090以上，既節(jié)約了大量以上，既節(jié)約了大量的資金，又使廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。的資金，又使廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。 又如電鍍廢水中含有大量有毒的金屬

35、氰化物，如又如電鍍廢水中含有大量有毒的金屬氰化物，如Fe(CN)Fe(CN)6 63-3-，F(xiàn)e(CN)Fe(CN)6 64-4-等，用抗有機(jī)污染力強(qiáng)的聚丙烯酰胺系陰離子交換樹脂處理后，可使金屬等，用抗有機(jī)污染力強(qiáng)的聚丙烯酰胺系陰離子交換樹脂處理后，可使金屬氰化物的含量降至氰化物的含量降至10ppm10ppm以下。以下。7.7 7.7 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)1. 汞 廢水中除汞,可以使用含硫的低分子化合物(硫化氫),也可以使用線型或者體型的含硫高聚物.根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,下列聚合物對(duì)汞的吸附有較好的發(fā)展a.硫脲、甲醛、二硫化碳及氫氧化鈉的縮合物。分子式為：含汞廢水通過這個(gè)樹脂后，流出廢水。汞的濃度可降至0

36、.009mg/Lb.巰基芐基聚苯乙烯，分子式為進(jìn)水汞濃度為64.0mg/L，除水汞濃度小于0.05mg/Lc.聚氯乙烯、乙二胺，二硫化碳及請(qǐng)氰化鈉的縮合物，分子式為：這個(gè)樹脂的特點(diǎn)是在78%硫酸溶液中去除汞：d. 巰基腐植酸能去除有機(jī)汞。7.7 7.7 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)2.鉻 廢水中的鉻，過去使用強(qiáng)堿陰離子交換樹脂（I型）交換，然后用氫氧化鈉及氯化鈉溶液再生，回收鉻酸。也有用氫氧化鈉再生一半的鉻酸，這樣再生效率高（只需理論量的氫氧化鈉），缺點(diǎn)是樹脂的交換量只利用了一半。反應(yīng)式如下：近年來，已有使用弱堿叔胺樹脂（370）代替強(qiáng)堿樹脂，反應(yīng)式入下：使用這種樹脂的有點(diǎn)事交換量較高，同時(shí)易于再生，缺點(diǎn)

37、是上述的反應(yīng)存在可逆反應(yīng)，所以在處理三廢中，難免泄露的問題。同時(shí)叔胺樹脂在強(qiáng)氧化劑的存在下，可能漸被氧化成3. 鎘 廢水中的鎘，毒性很大，有致癌作用。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，下列樹脂能出去廢水中的鎘1) 下面結(jié)構(gòu)的樹脂，對(duì)鎘的交換量為2.4mg eq/g樹脂7.7 7.7 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)2)含硫的氨基樹脂(右圖)同樣可以除去廢水中的鎘，實(shí)驗(yàn)操作如下：以三升內(nèi)有9.9ppm鎘（PH8.8）的廢液通過70mg的樹脂，漏出液的鎘濃度低于0.01mg/L3)氨基乙酸結(jié)構(gòu)的螯合樹脂同樣能消除廢水中的鎘，交換容量為1.7mg/g4)硝化腐殖酸去除廢水中的鎘也很有效果4.氟 水里若含有過量的氟離子,對(duì)人牙齒及骨都有不

38、良影響,因它能與鈣起結(jié)合作用.文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),除可用的絮凝劑,尚可用含銻的樹脂及強(qiáng)堿陰離子交換樹脂除去。含銻樹脂與氟作用是怎樣的機(jī)理及洗著量多少，文獻(xiàn)沒有報(bào)導(dǎo)。銻樹脂的合成方法如下：在三氯化鋁的存在下，三苯基銻與氯甲基化交聯(lián)聚苯乙烯作用，所得產(chǎn)物再以過氧化氫或元素碘氧化即得。反應(yīng)如下：7.7 7.7 環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)5. 氰 氰化鈉有劇毒是大家所共知的，因此廢水中含有約0.5ppmCN-不能排放。過去用氯或過錳酸鉀氧化法將其破壞。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，可在含氰廢水中加入一定量的亞鐵，使其形成Fe(CN)4絡(luò)合物，過濾，然后倒入鹽型弱堿陰離子交換樹脂，反應(yīng)如下：樹脂失效后，可用稀Na(OH)(1-10%)再生，

39、效果良好，淋洗出的Na4Fe(CN)4易于處理，最后將處置轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，可重復(fù)使用聚苯乙烯高分子骨架制備苯乙烯陽樹脂的制備磺化反應(yīng)：苯乙烯陰樹脂的制備氯甲基化反應(yīng)胺化反應(yīng)1. 丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂的合成 丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與二乙烯苯進(jìn)行自由基懸浮共聚合，然后在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下使酯基水解，可得到丙烯酸系弱酸性陽離子交換樹脂。由丙烯酸甲酯制得的弱酸性陽離子交換樹脂有較高的交換容量，因此應(yīng)由也較廣。2. 丙烯酸系堿性陰離子交換樹脂的合成聚丙烯酸甲酯與多胺反應(yīng)，形成含有氨基的弱堿性陰離子交換樹脂。多乙烯多胺中的任何一個(gè)氨基都有可能與酯基反應(yīng)。一個(gè)多乙烯多胺分子中也可能有多于一個(gè)的氨基參

40、與反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生附加交聯(lián)。由于附加交聯(lián)的形成，由丙烯酸甲酯與二乙烯苯形成的共聚物與多乙烯多胺反應(yīng)，仍可形成機(jī)械強(qiáng)度高的弱堿性陰離子交換樹脂。酚醛樹脂合成脲醛樹脂合成8.1離子交換樹脂的預(yù)處理離子交換樹脂的預(yù)處理8.2離子交換樹脂的再生離子交換樹脂的再生8 8. .1 1離子交換樹脂的預(yù)處理離子交換樹脂的預(yù)處理 在離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量的在離子交換樹脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量的有機(jī)低有機(jī)低聚物聚物及一些及一些無機(jī)雜質(zhì)無機(jī)雜質(zhì)。在使用初期會(huì)逐漸溶解釋放，影響。在使用初期會(huì)逐漸溶解釋放，影響出水水質(zhì)或產(chǎn)品質(zhì)量。出水水質(zhì)或產(chǎn)品質(zhì)量。 因此，新樹脂在使用前必須進(jìn)行因此，新樹脂在使用前必須進(jìn)

41、行預(yù)處理預(yù)處理。8 8. .1.11.1動(dòng)態(tài)預(yù)處理動(dòng)態(tài)預(yù)處理 v 樹脂裝入交換器后，用去離子水樹脂裝入交換器后，用去離子水反洗陰、陽樹脂層反洗陰、陽樹脂層，直至，直至出水清澈、無氣味、無細(xì)碎樹脂為止。出水清澈、無氣味、無細(xì)碎樹脂為止。v陽樹脂預(yù)處理：陽樹脂預(yù)處理： 將樹脂裝柱后，先用將樹脂裝柱后，先用飽和食鹽水飽和食鹽水浸泡，用去離子水沖洗至出浸泡，用去離子水沖洗至出水清澈，檢測(cè)水清澈，檢測(cè)PHPH值為值為7 7。 再用再用2%4%的的NaOHNaOH溶液溶液進(jìn)行處理，再用進(jìn)行處理，再用2%4% %的的HClHCl溶液溶液進(jìn)行處理，并以該酸液浸泡，排去酸液，用去離子水沖洗至出進(jìn)行處理，并以該酸

42、液浸泡，排去酸液，用去離子水沖洗至出水呈中性。水呈中性。v陰樹脂預(yù)處理：陰樹脂預(yù)處理： 將樹脂裝柱后，先用將樹脂裝柱后，先用飽和食鹽水飽和食鹽水浸泡，用去離子水沖洗至出浸泡，用去離子水沖洗至出水清澈，檢測(cè)水清澈，檢測(cè)PHPH值為值為7 7。 再用再用2%4%的的HCl溶液進(jìn)行處理，再用溶液進(jìn)行處理，再用2%4%NaOH進(jìn)進(jìn)行行處理，處理，全部通入后，浸泡，排去堿液，用去離子水沖洗至出全部通入后，浸泡，排去堿液，用去離子水沖洗至出水呈中性。水呈中性。8 8. .1.21.2靜態(tài)預(yù)處理靜態(tài)預(yù)處理 v陽樹脂的處理：陽樹脂的處理： 將樹脂用水洗至清水后，用將樹脂用水洗至清水后，用2%4%NaOH浸泡浸

43、泡4-84-8小時(shí)，小時(shí)，再用水洗至中性，再用再用水洗至中性，再用5%的的HCl浸泡浸泡4-84-8小時(shí)后，用水洗小時(shí)后，用水洗至中性，待用。至中性，待用。v陰樹脂的處理：陰樹脂的處理： 將樹脂用水洗至清水后，用將樹脂用水洗至清水后，用5%的的HCl浸泡浸泡4-84-8小時(shí)，再小時(shí)，再用水洗至中性，再用用水洗至中性，再用2%4%NaOH浸泡浸泡4-84-8小時(shí)后，用水小時(shí)后，用水洗至中性，待用。洗至中性，待用。8 8. .2 2離子交換樹脂的再生離子交換樹脂的再生8 8. .2.12.1陽離子交換器再生陽離子交換器再生 v采用順流和逆流方式均可，最好采用采用順流和逆流方式均可，最好采用逆流法逆

44、流法 。v反洗：反洗：目的是松動(dòng)樹脂層，當(dāng)出水澄清透明時(shí)止。目的是松動(dòng)樹脂層，當(dāng)出水澄清透明時(shí)止。v配酸液（配酸液（HClHCl）：）：再生液的用量為樹脂體積的再生液的用量為樹脂體積的5倍，再生液濃倍，再生液濃度為度為4%-6%。進(jìn)酸時(shí)間為。進(jìn)酸時(shí)間為1小時(shí)。小時(shí)。v正洗：正洗：目的是洗凈再生物和殘余酸液。打開進(jìn)水和上進(jìn)目的是洗凈再生物和殘余酸液。打開進(jìn)水和上進(jìn) 水閥水閥門，打開下排閥門，當(dāng)排水門，打開下排閥門，當(dāng)排水pH =pH =6.5左右時(shí)，正洗結(jié)束，再生完左右時(shí)，正洗結(jié)束，再生完畢。畢。8 8. .2.22.2陰離子交換器再生陰離子交換器再生 v采用順流和逆流方式均可，最好采用采用順流

45、和逆流方式均可，最好采用逆流法逆流法 。v反洗：反洗：先打開進(jìn)水和下進(jìn)閥門，打開排氣閥門，水自下而上通先打開進(jìn)水和下進(jìn)閥門，打開排氣閥門，水自下而上通過樹脂層，（用陽床的水）目的是松動(dòng)樹脂，當(dāng)出水澄清透明為過樹脂層，（用陽床的水）目的是松動(dòng)樹脂，當(dāng)出水澄清透明為止。止。v配堿液（配堿液（NaOHNaOH）：）：再生液的用量為樹脂體積的再生液的用量為樹脂體積的5倍，再生液的倍，再生液的濃度為濃度為4-6%。進(jìn)堿時(shí)間為。進(jìn)堿時(shí)間為1.5小時(shí)。小時(shí)。v正洗：正洗：水自上而下通過樹脂層，目的是洗凈再生產(chǎn)物和殘余堿水自上而下通過樹脂層，目的是洗凈再生產(chǎn)物和殘余堿液。打開進(jìn)水和上進(jìn)閥門，打開下排閥門，當(dāng)排

46、水液。打開進(jìn)水和上進(jìn)閥門，打開下排閥門，當(dāng)排水pH=pH=7.5左右時(shí)左右時(shí)正洗結(jié)束，再生完畢。正洗結(jié)束，再生完畢。離離子子交交換換樹樹脂脂再再生生示示意意圖圖8 8. .2.32.3離子交換樹脂再生離子交換樹脂再生 的注意事項(xiàng)的注意事項(xiàng)v 進(jìn)完酸或堿時(shí)一定要把酸堿經(jīng)過的進(jìn)完酸或堿時(shí)一定要把酸堿經(jīng)過的管道管道沖洗干凈，以防沖洗干凈，以防存酸存堿，影響電導(dǎo)率。存酸存堿，影響電導(dǎo)率。v 把把再生泵再生泵沖洗干凈，以備下次使用。沖洗干凈，以備下次使用。 10.1懸浮物污堵的處理及預(yù)防懸浮物污堵的處理及預(yù)防 10.2鐵中毒的處理及預(yù)防鐵中毒的處理及預(yù)防 10.3油污染的處理及油污染的處理及預(yù)防預(yù)防 在

47、化學(xué)水處理系統(tǒng)中在化學(xué)水處理系統(tǒng)中, ,由于多種原因由于多種原因, ,陰、陽離子陰、陽離子交換樹脂都存在著被污染的問題交換樹脂都存在著被污染的問題, ,尤其是鈣、鐵、有尤其是鈣、鐵、有機(jī)物的污染。污染后的樹脂機(jī)物的污染。污染后的樹脂性能下降、工作交換容性能下降、工作交換容量降低、離子泄露量增加量降低、離子泄露量增加, ,影響出水質(zhì)量。影響出水質(zhì)量。 由于樹脂的結(jié)構(gòu)未遭到破壞由于樹脂的結(jié)構(gòu)未遭到破壞, ,可以通過適當(dāng)?shù)奶幙梢酝ㄟ^適當(dāng)?shù)奶幚砝? ,恢復(fù)其交換性能恢復(fù)其交換性能. .同時(shí)應(yīng)對(duì)樹脂在使用過程中易同時(shí)應(yīng)對(duì)樹脂在使用過程中易出現(xiàn)污染的情況進(jìn)行分析出現(xiàn)污染的情況進(jìn)行分析, ,采取合理的措施。

48、采取合理的措施。 10.10.1 1 懸浮物污堵的處理及預(yù)防懸浮物污堵的處理及預(yù)防 n現(xiàn)象：現(xiàn)象：原水中的懸浮物會(huì)原水中的懸浮物會(huì)堵塞堵塞樹脂層中的樹脂層中的孔隙孔隙，從，從而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹脂顆粒的表面，因而脂顆粒的表面，因而降低降低樹脂的工作樹脂的工作交換容量交換容量。n處理：處理：為清除積聚在樹脂層中的懸浮物，可采用為清除積聚在樹脂層中的懸浮物，可采用增增加反洗次數(shù)和時(shí)間加反洗次數(shù)和時(shí)間或或使用壓縮空氣擦洗使用壓縮空氣擦洗等方法。等方法。n預(yù)防：預(yù)防：為防止懸浮物的污堵，主要是加強(qiáng)對(duì)為防止懸浮物的污堵，主要是加強(qiáng)對(duì)原水

49、的原水的預(yù)處理預(yù)處理，以降低水中懸浮物的含量。，以降低水中懸浮物的含量。1010. .2 2鐵中毒的處理及預(yù)防鐵中毒的處理及預(yù)防 n現(xiàn)象現(xiàn)象：陽、陰樹脂都可能發(fā)生鐵的污染。陽、陰樹脂都可能發(fā)生鐵的污染。 被污染樹脂的外觀為被污染樹脂的外觀為深棕色深棕色，嚴(yán)重時(shí)可以，嚴(yán)重時(shí)可以變?yōu)樽優(yōu)楹谏谏Ｒ话闱闆r下，每。一般情況下，每100g g樹脂中的含鐵樹脂中的含鐵量超過量超過150mgmg時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行處理。鐵的存在會(huì)時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行處理。鐵的存在會(huì)加速陰樹脂的降解。加速陰樹脂的降解。鐵中毒后的離子交換樹脂鐵中毒后的離子交換樹脂n處理：處理：常用的清洗方法是用常用的清洗方法是用10%HCl%HCl溶液溶液

50、，在進(jìn)行此方，在進(jìn)行此方法前，必須檢查交換器設(shè)備的耐腐蝕性能，否則須用加抑制法前，必須檢查交換器設(shè)備的耐腐蝕性能，否則須用加抑制劑的鹽酸。劑的鹽酸。n防止樹脂發(fā)生鐵污染的措施有：防止樹脂發(fā)生鐵污染的措施有： 1、減少陽離子進(jìn)水的含鐵量。減少陽離子進(jìn)水的含鐵量。對(duì)含鐵量高的地下對(duì)含鐵量高的地下水應(yīng)先經(jīng)過曝氣處理及錳砂過濾除鐵。對(duì)含鐵量高的地表水水應(yīng)先經(jīng)過曝氣處理及錳砂過濾除鐵。對(duì)含鐵量高的地表水或使用鐵鹽作為凝聚劑時(shí)，應(yīng)添加堿性藥劑，如或使用鐵鹽作為凝聚劑時(shí)，應(yīng)添加堿性藥劑，如NaOHNaOH，提，提高水的高水的pHpH值，防止鐵離子帶入陽床。值，防止鐵離子帶入陽床。2、對(duì)輸送高含鐵量原水的對(duì)輸

51、送高含鐵量原水的管道及貯槽管道及貯槽應(yīng)考慮采取必應(yīng)考慮采取必要的要的防腐措施防腐措施，以減少原水的鐵含量。，以減少原水的鐵含量。1010. .2 2 鐵中毒的處理及預(yù)防鐵中毒的處理及預(yù)防 n現(xiàn)象：現(xiàn)象：礦物油對(duì)樹脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹脂礦物油對(duì)樹脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹脂顆粒的表面，造成顆粒的表面，造成樹脂微孔的污堵樹脂微孔的污堵，致使樹脂交換容量降低，致使樹脂交換容量降低，周期制水量明顯減少。周期制水量明顯減少。1010. .3 3 油的污染及處理油的污染及處理 油污染后的離子交換樹脂油污染后的離子交換樹脂n處理：處理： 1 1、用、用NaOHNaOH溶液循環(huán)清洗溶

52、液循環(huán)清洗使用使用38-40C C的的8%-9%NaOH溶液，從堿箱（約溶液，從堿箱（約10m310m3）經(jīng)過陰床、陽床后，再回到堿箱循環(huán)清洗（具體時(shí)間由小型經(jīng)過陰床、陽床后，再回到堿箱循環(huán)清洗（具體時(shí)間由小型試驗(yàn)確定），并補(bǔ)充試驗(yàn)確定），并補(bǔ)充NaOHNaOH溶液，保持溶液濃度，利用溶液，保持溶液濃度，利用NaOHNaOH對(duì)礦物油的乳化作用，清除油污。對(duì)礦物油的乳化作用，清除油污。2 2、用溶劑清洗、用溶劑清洗可以使用可以使用石油醚石油醚或或200號(hào)溶劑汽油號(hào)溶劑汽油對(duì)樹脂進(jìn)行清洗，清對(duì)樹脂進(jìn)行清洗，清洗過程中要嚴(yán)密防火。洗過程中要嚴(yán)密防火。n預(yù)防礦物油的來源主要要做好以下幾各方面：預(yù)防礦物油的來源主要要做好以下幾各方面：1 1、防止、防止?jié)B入地下的礦物油滲入地下的礦物油隨原水帶入交換器。隨原水帶入交換器。 2 2、燃油鍋爐使用蒸汽霧化燃油，當(dāng)油壓高于蒸汽壓力、燃油鍋爐使用蒸汽霧化燃油，當(dāng)油壓高于蒸汽壓力時(shí)，防止時(shí)，防止重油重油（或原油）（或原油）漏入蒸汽漏入蒸汽，經(jīng)過凝氣器進(jìn)入凝結(jié)水，經(jīng)過凝氣器進(jìn)入凝結(jié)水除鹽系統(tǒng)。除鹽系統(tǒng)。1010. .3 3 油的污染及處理油的污染及處理 l 離子交換樹脂含有一定水份，離子交換樹脂含有一定水份，不宜露天存放不宜露天存放，儲(chǔ)運(yùn)過，儲(chǔ)運(yùn)過程中應(yīng)程中應(yīng)保持濕