在水处理中,影响离子交换选择性的因素有哪些
1:水的硬度(具体离子的价态)
2:离子交换树脂的质量和种类
3:再生液的质量
4:再生周期的设置
5、进水的浊度
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为或(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂再生方法
常规的再生处理
离子交换树脂(IONRESIN)使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要进行再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中,为降低再生费用,要适当控制再生剂用量,使树脂的性能恢复到z1ui经济合理的再生水平,通常控制性能恢复程度为70~80%。如果要达到更高的再生水平,则再生剂量要大量增加,再生剂的利用率则下降。 树脂的再生应当根据树脂的种类、特性,以及运行的经济性,选择适当的再生药剂和工作条件。当原水水质发生波动(如受潮风、雨季、气候等因素影响)或周围环境温度变化时,出水水质也会发生波动。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难,需用再生剂量比理论值高相当多;若冬季没有防冻设施时,可将树脂储存在食1盐水中,食1盐水的浓度据气温而定。而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生,所用再生剂量只需稍多于理论值。此外,大孔型和交联度低的树脂较易再生,而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。例如:钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂);由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中。氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。应当注意,氧化处理可能将树脂结构中的大分子的连接键氧化,造成树脂的降解,膨胀度增大,容易碎裂,故不宜常用。
树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。按化学反应平衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度,可促进反应向另一方进行,故提高再生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。
为加速再生化学反应,通常先将再生液加热至70~80℃。它通过树脂的流速一般为1~2 BV/h。也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液无色、无混浊为止。防止硫酸钙沉淀的措施,一是降低再生液硫酸的浓度,二是加快再生液流速。
一些树脂在再生和反洗之后,要调校pH值。因为再生液常含有碱,树脂再生后即使经水洗,也常带碱性。而一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。 (IONRESIN)树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质(特别是大分子有机胶体物质)不易被常规的再生处理所洗脱,逐渐积累而将树脂污染,使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如:阳离子树脂受含氮的两1性1化合物污染,可用4%NaOH 溶液处理,将它溶解而排掉;阳树脂的反洗流出液开始的时候可能是棕色的,不必担心,这是磺酸树脂的共有特点,继续反洗,一直到反洗液澄清无细颗粒。阴离子树脂受有机物污染,可提高碱盐溶液中的NaOH 浓度至0.5~1.0%,以溶解有机物
树脂的劣化
树脂的劣化主要是由于在树脂的使用过程中由于树脂的破碎、氧化不可逆膨胀或者是离子交换树脂的活性基轩的损失等因素造成交换树脂的部分不可逆失活或者永 1久性失活。对于劣化引起的树脂失活,一般只有通过更换新的树脂来恢复系统的正常运行。由于使用或操作控制的不当会加快树脂劣化的速度。引起树脂交换性能降低的因素主要有几下几种,根据不同因素采取相应的方法对其进行处理使其恢复交换活性。现仍未能分别进行计算,在具体设计中,需凭经验数据进行修正,并在实际运行时复核之。