离子交换树脂用(yòng)于饮用(yòng)水深度处理(lǐ)
2018-08-29 06:54:47
admin 
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离子交换法是水的软化和除盐处理(lǐ)最常使用(yòng)的基本技术。具有(yǒu)处理(lǐ)程度高、出水水质好、技术成熟、设备简单、管理(lǐ)方便、价格适宜等特点，得到了广泛的应用(yòng)。
离子交换法是水的软化和除盐处理(lǐ)最常使用(yòng)的基本技术。具有(yǒu)处理(lǐ)程度高、出水水质好、技术成熟、设备简单、管理(lǐ)方便、价格适宜等特点，得到了广泛的应用(yòng)。在生活饮用(yòng)水的处理(lǐ)中，离子交换技术主要用(yòng)于以高硬度地下水為(wèi)水源水的生活饮用(yòng)水软化处理(lǐ)，也可(kě)以用(yòng)于高含盐量水源水的生活饮用(yòng)水除盐处理(lǐ)，但不如反渗透法或電(diàn)渗析法经济。下面详细介绍离子交换树脂的原理(lǐ)和在饮用(yòng)水深度处理(lǐ)的应用(yòng)。
一、 离子交换法的基本原理(lǐ)
① 离子交换树脂
离子交换树脂具有(yǒu)离子交换能(néng)力，水处理(lǐ)中所使用(yòng)的离子交换剂有(yǒu)：离子交换树脂、磺化煤、钠沸石等。
离子交换树脂由树脂母體(tǐ)（骨架）和交换基团构成。离子交换树脂在生成过程中先采用(yòng)凝胶法生成树脂母體(tǐ)小(xiǎo)球。树脂母體(tǐ)小(xiǎo)球為(wèi)具有(yǒu)空间网架多(duō)孔结构的高分(fēn)子聚合物(wù)的小(xiǎo)球。例如苯乙烯系树脂小(xiǎo)球。树脂小(xiǎo)球上再引入不同的交换基团，使其具有(yǒu)交换功能(néng)，成為(wèi)离子交换树脂。例如：苯乙烯系树脂小(xiǎo)球在浓硫酸中加热到100℃，以1％硫酸银為(wèi)催化剂，把聚乙烯树脂苯环上的部分(fēn)H+ 置换為(wèi)磺酸基团（—RO3H），就得到强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。在苯乙烯系树脂上加入季氨基，则得到强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
② 离子交换软化的基本原理(lǐ)
离子交换软化除盐的基本原理(lǐ)是：用(yòng)Na型强酸性阳离子交换树脂中的Na+ 交换去除水中的Ca2+、Mg2+ 硬度，饱和的树脂再用(yòng)5％～8％的食盐NaCI溶液再生。原水经过树脂的软化，水中的致硬离子Ca2+、Mg2+ 被全部去除，替换成非致硬的Na+ 离子，但是处理(lǐ)后水的含盐量（以mol為(wèi)单位）没有(yǒu)降低。
③ 离子交换除盐的基本原理(lǐ)
先用(yòng)H型强酸性阳离子交换树脂中的H+ 交换去除水中的所有(yǒu)金属阳离子（以符号Mm+代表），饱和的树脂用(yòng)3％～4％的盐酸HCI溶液再生。再用(yòng)OH型强碱性阴离子交换树脂中的OH- 交换去除水中的除OH- 外的所有(yǒu)阴离子（以符号Nn-代表），饱和的树脂用(yòng)2％～4％的NaOH溶液再生。最后所产生的H+ 与OH-合并為(wèi)水分(fēn)子。原水经过离子交换除盐处理(lǐ)后，水中的各种离子都被去除掉了。
二、离子交换再生
① 盐液再生系统
盐液再生系统用(yòng)于Na型阳离子交换器的再生，以盐（NaCI）作為(wèi)再生剂。饱和盐液浓度约為(wèi)23％～26％，树脂再生液中NaCI的浓度控制5％～8％。
② 酸液再生系统
阳离子交换树脂要作酸再生，可(kě)以用(yòng)盐酸或硫酸。盐酸应稀释為(wèi)3％～4％送入离子交换柱中。用(yòng)硫酸作再生剂时，因硫酸的浓度高（96％左右），用(yòng)量少，并且由于碳钢耐浓硫酸，可(kě)以直接用(yòng)碳钢容器存放，防腐问题小(xiǎo)。但对再生液的配置浓度必须严格控制，否则会在树脂中产生CaSO4沉淀析出物(wù)。在实际生产中，多(duō)采用(yòng)分(fēn)步再生法，即先用(yòng)低浓度高流速的硫酸再生液再生，然后逐步提高硫酸浓度，降低流速。再生液的浓度视原水中Ca2+ 的含量和所占水中阳离子的比例，计算或调试确定。
③ 碱液再生系统
阴离子交换树脂的再生剂為(wèi)烧碱，即氢氧化钠。
氢氧化钠产品有(yǒu)固體(tǐ)和液體(tǐ)两种，液體(tǐ)浓度為(wèi)30％～40％，使用(yòng)较為(wèi)方便，其再生系统与设备盐酸再生系统相同。為(wèi)了提高阴离子树脂的再生效果，再生时多(duō)对碱液加热使用(yòng)（在喷射器后用(yòng)蒸汽加热）。若采用(yòng)固體(tǐ)烧碱（NaOH含量95％以上），则先将其溶解成30％～40%的碱液后再用(yòng)。
三、树脂的预处理(lǐ)
在离子交换树脂的工业产品中，常含有(yǒu)少量的有(yǒu)机低聚物(wù)及一些无机杂质。在使用(yòng)初期会逐渐溶解释放，影响出水水质或产品质量。因此，新(xīn)树脂在使用(yòng)前必须进行预处理(lǐ)，具體(tǐ)方法如下：
1、树脂装入交换器后，用(yòng)洁净水反洗树脂层，展开率為(wèi)50%～70%直至出水清洗、无气味、无细碎树脂為(wèi)止。
2、用(yòng)约2倍树脂體(tǐ)积的4%～5% HCI溶液，以2m/h的流速通过树脂层。全部通入后，浸泡4～8小(xiǎo)时，排去酸液，用(yòng)洁净水冲洗至出水呈中性，冲洗流速為(wèi)10～20m/h。
3、用(yòng)约2倍树脂體(tǐ)积的2%～5% NaOH溶液，按上面进HCI溶液的方法通入和浸泡，排去碱液，用(yòng)洁净水冲洗至出水呈中性，冲洗流速同上。酸、碱溶液若能(néng)重复进行2～3次，则效果更佳。经预处理(lǐ)后的树脂，在第一次投入运行时应适当增加再生剂用(yòng)量，以保证树脂获得充分(fēn)的再生。
長(cháng)期停用(yòng)而放置在交换器内的树脂，為(wèi)防止微生物(wù)（如藻类、细菌等）对树脂的不可(kě)逆污染，树脂在停用(yòng)前须彻底反洗，以除去运行时积聚的悬浮物(wù)质，并注意定期冲洗和换水。
以上从树脂的离子交换法的基本原理(lǐ)、离子交换再生、预处理(lǐ)三个方面介绍了树脂在饮用(yòng)水方面的应用(yòng)，让大家对离子交换技术有(yǒu)了更多(duō)了解，新(xīn)树脂在使用(yòng)前的预处理(lǐ)也是极其重要的，这些方法可(kě)帮助大家正确处理(lǐ)树脂，更有(yǒu)效的延長(cháng)树脂使用(yòng)寿命。
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