混床陰陽(yáng)離子交換樹脂超純水設(shè)備拋光樹脂
混床陰陽(yáng)離子交換樹脂超純水設(shè)備拋光樹脂
樹脂沖洗： 樹脂裝入交換器后，用潔凈水反洗樹脂層，直至出水清晰、無(wú)氣味、無(wú)細(xì)碎樹脂為止。 用約2倍樹脂體積的4-5%HCl溶液，以2m/h的流速通過(guò)樹脂層。全部通入后，浸泡4-8小時(shí)，排去酸液，用潔凈水沖洗至出水呈中性，沖洗流速為10-20m/h。 用約2倍樹脂體積的2-5%NaOH溶液，按上面進(jìn)HCl溶液的方法通入和浸泡。排去堿液，用潔凈水沖洗至出水呈中性，沖洗流速同上。酸、堿溶液若能重復(fù)進(jìn)行2-3次，則效果更佳。
混床陰陽(yáng)離子交換樹脂超純水設(shè)備拋光樹脂 電去離子（EDI）工作中樹脂的再生工藝 在研究電去離子(EDI)工作過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn)，在EDI凈水設(shè)備中，在直流電場(chǎng)作用下，水被電離為H+和OH-離子，并被利用來(lái)再生填充在其底層的樹脂，因此，這部分樹脂是不斷得到電再生的新鮮樹脂，從而，保證出水水質(zhì)很好。由此聯(lián)想到，利用EDI凈水設(shè)備中這一電再生過(guò)程來(lái)再生混床中的混合離子交換樹脂，結(jié)果發(fā)明了離子交換樹脂電再生方法及裝置，開創(chuàng)性地找到了對(duì)環(huán)境無(wú)污染的離子交換樹脂綠色再生工藝[樹脂電再生法要消耗水和電。在樹脂電再生過(guò)程中，要用純水水力輸送和不斷沖洗失效樹脂，這部分純水從再生室流出使用后水質(zhì)仍很好，可分離出樹脂后反復(fù)利用。只有占總用水量10% 的濃水室排水，因其含有電極室放出的少量Cl2等氣體，不能直接回用，但這種排水的平均含鹽量為每升幾百毫克，水質(zhì)一般優(yōu)于自來(lái)水，可用容器收集后再作它用。因此，樹脂電再生法基本上沒(méi)有水的損耗。水還同時(shí)作為再生劑用，而消耗于電離的水量就微乎其微了。要注意到，這時(shí)水電離的反應(yīng)產(chǎn)物H+和OH-離子都得到利用，沒(méi)有未利用的副產(chǎn)品產(chǎn)生，即使在樹脂電再生中未得到利用的H+或OH-離子，它們彼此復(fù)合又組成對(duì)環(huán)境無(wú)危害的水。樹脂電再生法的另一類資源消耗是電能，電能是樹脂電再生法的推動(dòng)力。在電場(chǎng)的作用下，水電離為H+和OH-離子，用雙極膜使水電離的能耗為79.9 kJ·mol-1，這僅為水電解能耗的1/3，因?yàn)樗婋x時(shí)不必耗能在生成H2和O2氣體上。至于用于水力輸送樹脂的能耗也不多。因此，樹脂電再生法的能耗很低。
離子交換樹脂技術(shù)中化學(xué)再生法，酸和堿是再生劑。在樹脂化學(xué)再生時(shí)，酸和堿的利用都很不充分，僅利用酸解離出來(lái)的H+離子和堿解離出來(lái)的OH-離子，其它離子態(tài)解離產(chǎn)物未被利用：以HCl或H2SO4為例，質(zhì)量百分比占97% 的Cl-離子或占98% 的SO42-離子沒(méi)有得到利用;以NaOH為例，占58% Na+離子沒(méi)有得到利用。同時(shí)為達(dá)到滿意的再生效果，還必須采用2~3倍理論量的過(guò)量再生劑。酸堿的化學(xué)能是元素自然化合和人為加工制造時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)的，它是樹脂化學(xué)再生法的推動(dòng)力。因此，根據(jù)粗略估算，樹脂化學(xué)再生法耗能要比樹脂電再生的耗能大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
樹脂電再生法，無(wú)廢物排放，*，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害。樹脂化學(xué)再生法則相反，由于大量廢酸堿排放，嚴(yán)重的污染了環(huán)境，酸性廢水不加治理向自然排放，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。復(fù)床與混床相比，由于承載負(fù)荷大，再生頻繁，所產(chǎn)生的廢酸堿量約占兩者廢酸堿總量的90%，況且，復(fù)床中陽(yáng)床和陰床失效樹脂再生的時(shí)間往往不同步，有錯(cuò)位，所以廢酸堿液相互中和的機(jī)會(huì)減少，加劇了環(huán)境污染。
用樹脂電再生法替代樹脂化學(xué)再生法，會(huì)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，前者用的是少量電和便宜的水，后者消耗的卻是昂貴的酸堿。作者曾對(duì)現(xiàn)正在使用樹脂化學(xué)再生法的某火電廠做過(guò)粗略的估算，該廠年耗酸堿費(fèi)約300萬(wàn)元，廢酸堿排放罰款40萬(wàn)元，如改用樹脂電再生法，年耗電費(fèi)約30萬(wàn)元，僅是年耗酸堿費(fèi)的10%，還可免去環(huán)保罰款。
1 混床樹脂電再生
為了將EDI凈水設(shè)備中樹脂可自再生的現(xiàn)象利用來(lái)再生普通混床樹脂，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)類似于EDI凈水設(shè)備的樹脂體外電再生器，只要*將普通混床中的失效樹脂，從原混床中抽出，再?gòu)捏w外電再生器進(jìn)口送入，在直流電場(chǎng)的作用下，就有再生好的樹脂從其出口連續(xù)流出。在體外再生器內(nèi)，進(jìn)行著樹脂的電再生過(guò)程。
原有混床樹脂的化學(xué)酸堿再生工藝非常復(fù)雜，常有分離、再生、混合、清洗等再生步驟。然而，在混床采用電再生時(shí)操作就很簡(jiǎn)單，不必將陰、陽(yáng)樹脂分離，用水力輸送法直接將原混床中失效樹脂送入體外電再生器，一邊將失效樹脂送入進(jìn)行體外電再生，一邊又將再生好的樹脂送回原混床或其他儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)了體外電再生器中樹脂的流態(tài)化電再生[2]。
清華大學(xué)、天津大學(xué)、武漢大學(xué)和華北電力大學(xué)等高等院校與企業(yè)合作，組成五個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，驗(yàn)證了樹脂電再生的可行性。試驗(yàn)證明，失效樹脂經(jīng)電再生后的再生度可達(dá)到與化學(xué)法再生相媲美的程度[2]。
2 復(fù)床樹脂電再生
復(fù)床是指陽(yáng)樹脂和陰樹脂分置于兩個(gè)設(shè)備中，一為陽(yáng)床，另一為陰床，以區(qū)別于這兩種樹脂混合同置于一個(gè)設(shè)備中的混床。復(fù)床樹脂與混床樹脂相比，其體外電再生裝置的區(qū)別在于：復(fù)床樹脂電再生裝置膜對(duì)構(gòu)成中增添了雙極膜，這相當(dāng)于在混床樹脂電再生室中間插了雙極膜，將其一分為二，一變?yōu)閺?fù)床中陽(yáng)床樹脂電再生室，另一變?yōu)閺?fù)床中陰床樹脂電再生室。這時(shí)，在直流電場(chǎng)作用下，水電離所產(chǎn)生的H+和OH-離子，分別進(jìn)入各自的陽(yáng)、陰離子再生室，與相應(yīng)的失效樹脂發(fā)生交換反應(yīng)，使失效樹脂相應(yīng)轉(zhuǎn)化為H型和OH型，實(shí)現(xiàn)電再生。同時(shí)，又避免發(fā)生對(duì)樹脂電再生過(guò)程有危害的副反應(yīng)，因?yàn)閺?fù)床位于脫鹽系統(tǒng)的前端，失效陽(yáng)床樹脂除了吸著了水中所含的大部分Na+ 離子外，還吸著了水中所含的全部Ca2+ 和Mg2+ 離子，如果將這種樹脂送入原來(lái)的混床電再生室中，那么電再生時(shí)水電離所生成的H+離子，可與樹脂上所含Ca2+ 、Mg2+ 和Na+ 離子交換，交換下來(lái)的Ca2+ 和Mg2+ 離子就可能與水電離所生成的OH-離子發(fā)生反應(yīng)，生成Ca(OH)2或Mg(OH)2沉淀，覆蓋在樹脂或膜的表面，堵塞孔道，影響后續(xù)的離子遷移、擴(kuò)散和交換過(guò)程，終使樹脂電再生難以持續(xù)下去。
所謂雙極膜是由陰離子交換樹脂層、陽(yáng)離子交換樹脂層和中間界面親水層所組成，在直流電場(chǎng)的作用下，它能將水直接電離為H+和OH-離子，并形成H+和OH-離子彼此反向的離子流。因此，將一張雙極膜插在原一個(gè)混床樹脂再生室中間，就可將其分成復(fù)床再生用陰、陽(yáng)床樹脂各自再生的兩個(gè)電再生室。
河北建筑科技學(xué)院和華北電力大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)，分別進(jìn)行了利用雙極膜的復(fù)床樹脂電再生試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，可分別將陰、陽(yáng)失效樹脂電再生至接近化學(xué)再生的程度[2]。本文作者還發(fā)明了一種復(fù)床樹脂電再生的裝置[3]。
用樹脂電再生法替代樹脂化學(xué)再生法，會(huì)大大改善勞動(dòng)條件，取消酸堿儲(chǔ)存和配置溶液系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，減輕系統(tǒng)腐蝕，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
在直流電場(chǎng)作用下，利用水作為再生劑，用它代替酸堿再生失效離子交換樹脂的體外電再生工藝，使離子交換水處理變?yōu)橐环N綠色環(huán)保水處理技術(shù)。這種體外電再生工藝，不使用有危險(xiǎn)性的酸堿，改善了勞動(dòng)條件;再生劑充分利用，不產(chǎn)生廢物和有毒、有害的物質(zhì)，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害，從生產(chǎn)工藝的源頭上就了污染;只消耗少量電能，使用方便，費(fèi)用低廉，經(jīng)濟(jì)效益*。這一樹脂綠色再生工藝的產(chǎn)業(yè)化，將會(huì)使傳統(tǒng)的水處理工藝發(fā)生根本性的變革，也使水處理技術(shù)這一化工應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容得到更新。因此，離子交換樹脂綠色再生工藝將成為綠色化學(xué)化工中新開創(chuàng)的一個(gè)重要領(lǐng)域。
離子交換樹脂被污染時(shí)預(yù)防措施 上一篇：廢水處理中離子交換樹脂的應(yīng)用
離子交換樹脂的再生原理.
首先是離子交換樹脂的再生特性與它的類型，乃至跟其自身結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹脂的再生比較困難，關(guān)于再生劑量比理論值高來(lái)說(shuō)就相當(dāng)多了，相反弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，用再生劑量要小于理論值。
例如：鈉型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂可用10%NaCl溶液再生，用藥量是為交換容量2倍，在氫型強(qiáng)酸樹脂傍邊，所用的是強(qiáng)酸性再生，這是吸附的鈣與硫酸反響生成硫酸鈣沉淀物。
先稀硫酸離子交換樹脂再生，樹脂在使用較長(zhǎng)時(shí)刻會(huì)所吸附的一部分雜質(zhì)，而且不易被慣例的再生處理所洗脫，所以逐步堆集而將樹脂污染，導(dǎo)致樹脂效能下降。
此刻算要用特別的辦法進(jìn)行處理。舉個(gè)例子：離子交換樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液處理，并將其溶解后排掉;陰離子樹脂別污染，可進(jìn)步堿鹽溶液中的濃度和溶解有機(jī)物。
在咱們所以為的在化學(xué)反響平衡原理傍邊，關(guān)于化學(xué)反響然后進(jìn)步了某一方的物質(zhì)濃度，加快了后反響向另一方進(jìn)行，成心進(jìn)步再生液濃度，然后加快再生反響且到達(dá)高再生的水平。
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