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水处理阳离子交换树脂

日期:2019-11-19 来源:漂莱特网

水处理的不论是在工业还是在日常生活中应用都非常普遍。特别是当下大众对于用水安全都非常重视,水处理树脂应用也是越来越广泛。阳离子交换树脂在树脂中是使用最为广泛的一种树脂了。
 
水处理阳离子交换树脂是什么?
阳离子交换树脂含有大量的酸性基团,一般分为弱酸和强酸两种。阳离子交换树脂可以高价置换低价与溶液中的阳离子互相置换,达到水处理的效果。下面为大家介绍一下强酸和弱酸性阳离子树脂。
强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。
树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。
弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。
 
阳离子交换树脂类型有哪些?
阳离子交换树脂常分为凝胶型和大孔型两类。 
凝胶型阳离子交换树脂的高分子骨架,在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀,在大分子链节间形成很微细的孔隙,通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2~4nm(2×10-6 ~4×10-6mm)。 
这类树脂较适合用于吸附无机离子,它们的直径较小,一般为0.3~0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质,因后者的尺寸较大,如蛋白质分子直径为5~20nm,不能进入这类树脂的显微孔隙中。 
大孔型阳离子交换树脂是在聚合反应时加入致孔剂,形成多孔海绵状构造的骨架,内部有大量永久性的微孔,再导入交换基团制成。它并存有微细孔和大网孔(macro-pore),润湿树脂的孔径达100~500nm,其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以增大到超过1000m2/g。江苏色可赛思树脂有限公司整理这不仅为离子交换提供了良好的接触条件,缩短了离子扩散的路程,还增加了许多链节活性中心,通过分子间的范德华引力(van de Waals force)产生分子吸附作用,能够象活性炭那样吸附各种非离子性物质,扩大它的功能。一些不带交换功能团的大孔型阳离子交换树脂也能够吸附、分离多种物质,例如化工厂废水中的酚类物。 
大孔树脂内部的孔隙又多又大,表面积很大,活性中心多,离子扩散速度快,离子交换速度也快很多,约比凝胶型阳离子交换树脂快约十倍。使用时的作用快、效率高,所需处理时间缩短。大孔树脂还有多种优点:耐溶胀,不易碎裂,耐氧化,耐磨损,耐热及耐温度变化,以及对有机大分子物质较易吸附和交换,因而抗污染力强,并较容易再生。
 
阳离子交换树脂如何进行再生操作?
首先要将阳离子交换树脂床里面的水放空,然后关闭全部阀门,只需要打开进酸阀、上排阀,然后将酸泵打开,然后放入酸液,在液面超过树脂20厘米以上,打开下排,流速和进酸速度相同,流量一般在600-1000L/H左右,酸洗时间最好不要低于40分钟,酸洗之后可以直接清洗树脂,首先打开砂过滤和精密过滤,然后放掉酸液,再打开上进和下进,清除掉残留的酸液,然后关闭树脂床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开树脂床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,不要使树脂失水。清洗到下排阀出水接近中性为止。
对于污染较严重的树脂,可用碱性食盐溶液反复处理,一些报道有提到:某些络合剂、沉淀剂、增溶剂、氧化剂以及外力等能够改变树脂污染物的化学物理环境。在盐碱复苏液的基础上,加入一定浓度的腐殖酸络合剂、腐殖酸增溶剂、有机物的抗氧化剂及抗静电作用屏蔽剂等,树脂复苏效果有所提高。当采用上述方式再生后制水量任无法达到原来制水置一半时,应考虑更换新的阳离子交换树脂。
 
其实在水处理过程中,不论是阳离子交换树脂或其他类型的树脂运行,都要对树脂进行预处理。而且对于废弃的树脂也不能随意丢弃,应当收集统一处理。