離子交換樹(shù)脂詳解(經(jīng)典之作)

1、離子交換樹(shù)脂簡(jiǎn)介離子交換樹(shù)脂簡(jiǎn)介2010.2.24LGHLGH內(nèi)容包括n1 離子交換樹(shù)脂的概念離子交換樹(shù)脂的概念n2離子交換樹(shù)脂的基本類(lèi)型離子交換樹(shù)脂的基本類(lèi)型n3離子交換樹(shù)脂的工作原理離子交換樹(shù)脂的工作原理n4離子交換樹(shù)脂的使用方法離子交換樹(shù)脂的使用方法n5離子交換樹(shù)脂的污染處理及預(yù)防離子交換樹(shù)脂的污染處理及預(yù)防n6離子交換樹(shù)脂的選擇離子交換樹(shù)脂的選擇n7離子交換樹(shù)脂儲(chǔ)運(yùn)的離子交換樹(shù)脂儲(chǔ)運(yùn)的 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)n8 離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用1 離子交換樹(shù)脂的概念離子交換樹(shù)脂的概念1.1離子交換樹(shù)脂的定義離子交換樹(shù)脂的定義 1.2離子交換樹(shù)脂的理化性質(zhì)離子交換樹(shù)脂的理化性質(zhì)1.3離子

2、交換樹(shù)脂的命名方式離子交換樹(shù)脂的命名方式 1.4離子交換樹(shù)脂基體的組成離子交換樹(shù)脂基體的組成 1.5離子交換樹(shù)脂基體的優(yōu)缺點(diǎn)離子交換樹(shù)脂基體的優(yōu)缺點(diǎn) 1 1 離子交換樹(shù)脂的概念離子交換樹(shù)脂的概念1.11.1離子交換樹(shù)脂的定義離子交換樹(shù)脂的定義 離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)帶有離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)帶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(shù)脂可分為離子交換樹(shù)脂可分為陽(yáng)離子交換

3、樹(shù)脂陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、陰離子交換樹(shù)脂陰離子交換樹(shù)脂和和兩性離子交換樹(shù)脂兩性離子交換樹(shù)脂。1.21.2離子交換樹(shù)脂的理化性質(zhì)離子交換樹(shù)脂的理化性質(zhì) 離子交換樹(shù)脂離子交換樹(shù)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(shù)脂顆粒的尺寸一般在樹(shù)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)的使用壽命較長(zhǎng)的使用壽命。 1.31.3

4、離子交換樹(shù)脂的命名方式離子交換樹(shù)脂的命名方式 離子交換樹(shù)脂的全名稱(chēng)由離子交換樹(shù)脂的全名稱(chēng)由分類(lèi)名稱(chēng)分類(lèi)名稱(chēng)、骨架骨架（或基因）（或基因）名稱(chēng)名稱(chēng)、基本名稱(chēng)基本名稱(chēng)組成。組成。我國(guó)化工部規(guī)定，離子交換樹(shù)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(shù)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(lèi)產(chǎn)品的分類(lèi)。 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)字為順序號(hào)順序號(hào)。 大孔樹(shù)脂大孔樹(shù)脂在型號(hào)前加在型號(hào)前加“D”D”。 凝膠型樹(shù)脂凝膠型樹(shù)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“”號(hào)連接號(hào)連接阿拉伯?dāng)?shù)字表示。阿拉伯?dāng)?shù)字表示

5、。1.31.3離子交換樹(shù)脂的命名方式離子交換樹(shù)脂的命名方式 D D 大孔樹(shù)脂在名稱(chēng)前加大孔樹(shù)脂在名稱(chēng)前加D 分類(lèi)代號(hào)（陰、陽(yáng)、酸、堿、強(qiáng)、弱）分類(lèi)代號(hào)（陰、陽(yáng)、酸、堿、強(qiáng)、弱） 骨架分類(lèi)代號(hào)骨架分類(lèi)代號(hào) 順序號(hào)順序號(hào) 凝膠型樹(shù)脂后加凝膠型樹(shù)脂后加*并注明交聯(lián)度并注明交聯(lián)度 如如D0117，表示大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，其交聯(lián)度，表示大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，其交聯(lián)度為為7。1.41.4離子交換樹(shù)脂基體的組成離子交換樹(shù)脂基體的組成 離子交換樹(shù)脂的基體，制造原料主要有離子交換樹(shù)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) )兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 苯乙烯系樹(shù)脂是先使用

6、的，丙烯酸系樹(shù)脂則用得較后。苯乙烯系樹(shù)脂是先使用的，丙烯酸系樹(shù)脂則用得較后。強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 1.51.5離子交換樹(shù)脂的優(yōu)缺點(diǎn)離子交換樹(shù)脂的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1、無(wú)機(jī)離子的去除能力優(yōu)良；、無(wú)機(jī)離子的去除能力優(yōu)良； 2 2、具再生能力；、具再生能力； 3 3、裝置簡(jiǎn)單。、裝置簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1 1、純化（交換）容量有一定的限制，水質(zhì)會(huì)發(fā)生起、純化（交換）容量有一定的限制，水質(zhì)會(huì)發(fā)生起伏；伏； 2 2、樹(shù)脂會(huì)造成有機(jī)物的溶出；、樹(shù)脂會(huì)造成有機(jī)物的溶出； 3 3、樹(shù)脂表面會(huì)有微生物的增殖；、樹(shù)脂

7、表面會(huì)有微生物的增殖； 4 4、樹(shù)脂的崩解碎片會(huì)造成水中微粒的增加；、樹(shù)脂的崩解碎片會(huì)造成水中微粒的增加； 5 5、樹(shù)脂的再生過(guò)程比較麻煩；、樹(shù)脂的再生過(guò)程比較麻煩； 6 6、樹(shù)脂再生時(shí)會(huì)產(chǎn)生藥品（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）的廢液污染。、樹(shù)脂再生時(shí)會(huì)產(chǎn)生藥品（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）的廢液污染。 2 離子交換樹(shù)脂的基本類(lèi)型離子交換樹(shù)脂的基本類(lèi)型 2.1按孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)按孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)2.3按基體的種類(lèi)分類(lèi)按基體的種類(lèi)分類(lèi)2.2按樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)分類(lèi)按樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)分類(lèi)2 2 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的基本類(lèi)型基本類(lèi)型 2.12.1按孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi)按孔隙結(jié)構(gòu)分類(lèi) 離子交換樹(shù)脂按孔隙結(jié)構(gòu)分離子交換樹(shù)脂按孔隙結(jié)

8、構(gòu)分凝膠型凝膠型和和大大孔型孔型兩種。兩種。凝膠型樹(shù)脂凝膠型樹(shù)脂大孔型樹(shù)脂大孔型樹(shù)脂2.1.12.1.1凝膠型樹(shù)脂凝膠型樹(shù)脂 凝膠型樹(shù)脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒(méi)凝膠型樹(shù)脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒(méi)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)間形成很微微細(xì)的孔隙細(xì)的孔隙，通常稱(chēng)為，通常稱(chēng)為顯微孔顯微孔。濕潤(rùn)樹(shù)脂的平均孔徑為。濕潤(rùn)樹(shù)脂的平均孔徑為24nm(2106 4106mm)。 2.1.22.1.2大孔型樹(shù)脂大孔型樹(shù)脂 大孔樹(shù)脂內(nèi)部的大孔樹(shù)脂內(nèi)部的孔隙又多又大孔隙又多又大，表面積很大表面積很大，活活性中心多性中心多，離子擴(kuò)散速度快離子擴(kuò)

9、散速度快，離子交換速度也快很離子交換速度也快很多多，約比凝膠型樹(shù)脂，約比凝膠型樹(shù)脂快約十倍快約十倍。使用時(shí)的作用快、。使用時(shí)的作用快、效率高，所需處理時(shí)間縮短。效率高，所需處理時(shí)間縮短。大孔吸附樹(shù)脂大孔吸附樹(shù)脂2.22.2按樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)分類(lèi)按樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)分類(lèi) 按化學(xué)活性基團(tuán)首先區(qū)分為按化學(xué)活性基團(tuán)首先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂陽(yáng)離子樹(shù)脂和和陰離子樹(shù)脂陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性和和弱酸性弱酸性?xún)深?lèi)。兩類(lèi)。 陰離子樹(shù)脂又分為陰離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性和和弱堿性弱堿性?xún)深?lèi)。兩類(lèi)。2.2.12.2.1強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)

10、脂含有大量的這類(lèi)樹(shù)脂含有大量的強(qiáng)酸性基團(tuán)強(qiáng)酸性基團(tuán)，容易在溶液中離，容易在溶液中離解出解出H H+ +，故呈強(qiáng)酸性。，故呈強(qiáng)酸性。 樹(shù)脂離解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如樹(shù)脂離解后，本體所含的負(fù)電基團(tuán)，如SOSO3 3，能吸附，能吸附結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的結(jié)合溶液中的其他陽(yáng)離子。這兩個(gè)反應(yīng)使樹(shù)脂中的H+H+與溶與溶液中的陽(yáng)離子互相交換。液中的陽(yáng)離子互相交換。 強(qiáng)酸性樹(shù)脂的強(qiáng)酸性樹(shù)脂的離解能力很強(qiáng)離解能力很強(qiáng)，在酸性或堿性溶液中，在酸性或堿性溶液中均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。均能離解和產(chǎn)生離子交換作用。 2.2.22.2.2弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂弱酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)脂含這類(lèi)樹(shù)脂含

11、弱酸性基團(tuán)弱酸性基團(tuán)，能在水中離解出，能在水中離解出H+ H+ 而呈酸而呈酸性。性。 樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，能與溶液中的其他陽(yáng)離樹(shù)脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán)，能與溶液中的其他陽(yáng)離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陽(yáng)離子交換作用。 這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱，在低這種樹(shù)脂的酸性即離解性較弱，在低pHpH下難以離解和下難以離解和進(jìn)行離子交換，只能在進(jìn)行離子交換，只能在堿性、中性或微酸性溶液堿性、中性或微酸性溶液中中( (如如pHpH514) )起作用。起作用。2.2.32.2.3強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)脂含有這類(lèi)樹(shù)脂含有強(qiáng)堿性基團(tuán)強(qiáng)堿性基團(tuán)，能在水，能在水中離

12、解出中離解出OHOH而呈強(qiáng)堿性。這種樹(shù)脂的而呈強(qiáng)堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。從而產(chǎn)生陰離子交換作用。 這種樹(shù)脂的這種樹(shù)脂的離解性很強(qiáng)離解性很強(qiáng)，在不同，在不同pHpH下下都能正常工作都能正常工作。它用強(qiáng)堿。它用強(qiáng)堿( (如如NaOH)NaOH)進(jìn)行再生。進(jìn)行再生。 2.2.4 2.2.4 弱堿性陰離子樹(shù)脂弱堿性陰離子樹(shù)脂 這類(lèi)樹(shù)脂含有這類(lèi)樹(shù)脂含有弱堿性基團(tuán)弱堿性基團(tuán)，它們，它們?cè)谒心茈x解出在水中能離解出OHOH而呈弱堿性。這而呈弱堿性。這種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離種樹(shù)脂的正電基團(tuán)能與溶液中的陰離子吸附結(jié)

13、合，從而產(chǎn)生陰離子交換作子吸附結(jié)合，從而產(chǎn)生陰離子交換作用。用。 這種樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液這種樹(shù)脂在多數(shù)情況下是將溶液中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中的整個(gè)其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件中性或酸性條件( (如如pH1pH19)9)下工作。下工作。2.2.52.2.5離子樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型離子樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型 以上是樹(shù)脂的四種基本類(lèi)型。在實(shí)際使用上，常將這以上是樹(shù)脂的四種基本類(lèi)型。在實(shí)際使用上，常將這些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行，以適應(yīng)各種需要。些樹(shù)脂轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌x子型式運(yùn)行，以適應(yīng)各種需要。 例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與例如常將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂與NaClNaCl作用，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型作用，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c型樹(shù)脂

14、再使用。工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出樹(shù)脂再使用。工作時(shí)鈉型樹(shù)脂放出Na+Na+，與溶液中的，與溶液中的CaCa2+2+、MgMg2+2+等陽(yáng)離子交換吸附，除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒(méi)有放出等陽(yáng)離子交換吸附，除去這些離子。反應(yīng)時(shí)沒(méi)有放出H+H+，可避免溶液，可避免溶液pHpH下降和由此產(chǎn)生的副作用下降和由此產(chǎn)生的副作用( (如蔗糖轉(zhuǎn)化如蔗糖轉(zhuǎn)化和設(shè)備腐蝕等和設(shè)備腐蝕等) )。2.32.3按基體的種類(lèi)分類(lèi)按基體的種類(lèi)分類(lèi) 離子交換樹(shù)脂還可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為離子交換樹(shù)脂還可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為苯苯乙烯系樹(shù)脂乙烯系樹(shù)脂和和丙烯酸系樹(shù)脂丙烯酸系樹(shù)脂。 苯乙烯系樹(shù)脂苯乙烯系樹(shù)脂丙烯酸系樹(shù)脂丙烯酸系樹(shù)脂3 離子交換樹(shù)

15、脂的工作原理離子交換樹(shù)脂的工作原理樹(shù)脂在離子交換過(guò)程中樹(shù)脂在離子交換過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)3 3 離子交換樹(shù)脂的工作原理離子交換樹(shù)脂的工作原理 在離子交換過(guò)程中，水中的在離子交換過(guò)程中，水中的陽(yáng)離子陽(yáng)離子（如（如Na+Na+、Ca2+Ca2+、 K+K+、 Mg2+Mg2+、Fe3+Fe3+等）等）與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的H+ 進(jìn)行交換，水中陽(yáng)離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的進(jìn)行交換，水中陽(yáng)離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的H+H+交換到水中。交換到水中。 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(shù)脂上的等）與陰離子交換樹(shù)脂上

16、的OH-進(jìn)行交換，水進(jìn)行交換，水中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的中陰離子被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)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(jiàn)下頁(yè)圖見(jiàn)下頁(yè)圖) ) 。 H2O 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂陽(yáng)離子交換樹(shù)脂陰離子交換樹(shù)脂陰離子交換樹(shù)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 4 離子交換樹(shù)脂的清洗離子交換樹(shù)脂的清洗4.1離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理4.2離子交換樹(shù)脂的再生離子交換樹(shù)脂的再生4 4 離子交換樹(shù)脂的清洗離子交換樹(shù)脂的清洗4.

17、14.1離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理離子交換樹(shù)脂的預(yù)處理 在離子交換樹(shù)脂的工業(yè)產(chǎn)品中，常含有少量的在離子交換樹(shù)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(wú)機(jī)雜質(zhì)無(wú)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(shù)脂在使用前必須進(jìn)行因此，新樹(shù)脂在使用前必須進(jìn)行預(yù)處理預(yù)處理。4.1.14.1.1動(dòng)態(tài)預(yù)處理動(dòng)態(tài)預(yù)處理 v 樹(shù)脂裝入交換器后，用去離子水樹(shù)脂裝入交換器后，用去離子水反洗陰、陽(yáng)樹(shù)脂層反洗陰、陽(yáng)樹(shù)脂層，直至，直至出水清澈、無(wú)氣味、無(wú)細(xì)碎樹(shù)脂為止。出水清澈、無(wú)氣味、無(wú)細(xì)碎樹(shù)脂為止。v陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理：陽(yáng)樹(shù)脂預(yù)處理：

18、將樹(shù)脂裝柱后，先用將樹(shù)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(shù)脂預(yù)處理：陰樹(shù)脂預(yù)處理： 將樹(shù)脂裝柱后，先用將樹(shù)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HC

19、l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)行處理，全部通入后，浸泡，排去堿液，用去離子水沖洗至行處理，全部通入后，浸泡，排去堿液，用去離子水沖洗至出水呈中性。出水呈中性。4.1.24.1.2靜態(tài)預(yù)處理靜態(tài)預(yù)處理 v陽(yáng)樹(shù)脂的處理：陽(yáng)樹(shù)脂的處理： 將樹(shù)脂用水洗至清水后，用將樹(shù)脂用水洗至清水后，用2%4%NaOH浸泡浸泡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(shù)脂的處理：陰樹(shù)脂的處理： 將樹(shù)脂用水洗至清水后，用將樹(shù)脂用水洗至清水后，用5%的的HCl浸泡浸泡4-84-8

20、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。4.24.2離子交換樹(shù)脂的再生離子交換樹(shù)脂的再生4.2.14.2.1陽(yáng)離子交換器再生陽(yáng)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，最好采用逆流法逆流法 。v反洗：反洗：目的是松動(dòng)樹(shù)脂層，當(dāng)出水澄清透明時(shí)止。目的是松動(dòng)樹(shù)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(shù)脂體積的再生液的用量為樹(shù)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：

21、目的是洗凈再生物和殘余酸液。打開(kāi)進(jìn)水和上進(jìn)目的是洗凈再生物和殘余酸液。打開(kāi)進(jìn)水和上進(jìn) 水閥水閥門(mén)，打開(kāi)下排閥門(mén)，當(dāng)排水門(mén)，打開(kāi)下排閥門(mén)，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。4.2.24.2.2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(kāi)進(jìn)水和下進(jìn)閥門(mén)，打開(kāi)排氣閥門(mén)，水自下而上通先打開(kāi)進(jìn)水和下進(jìn)閥門(mén)，打開(kāi)排氣閥門(mén)，水自下而上通過(guò)樹(shù)脂層，（用陽(yáng)床的水）目的是松動(dòng)樹(shù)脂，當(dāng)出水澄清透明為過(guò)樹(shù)脂層，（用陽(yáng)床的水）目的是松動(dòng)樹(shù)脂，當(dāng)出水澄清透明為止。止。v配堿液（配堿

22、液（NaOHNaOH）：）：再生液的用量為樹(shù)脂體積的再生液的用量為樹(shù)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(guò)樹(shù)脂層，目的是洗凈再生產(chǎn)物和殘余堿水自上而下通過(guò)樹(shù)脂層，目的是洗凈再生產(chǎn)物和殘余堿液。打開(kāi)進(jìn)水和上進(jìn)閥門(mén)，打開(kāi)下排閥門(mén)，當(dāng)排水液。打開(kāi)進(jìn)水和上進(jìn)閥門(mén)，打開(kāi)下排閥門(mén)，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(shù)樹(shù)脂脂再再生生示示意意圖圖4.2.34.2.3離子交換樹(shù)脂再生離子交換樹(shù)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(guò)的進(jìn)完酸或堿時(shí)一定

23、要把酸堿經(jīng)過(guò)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。 5 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的 污染處理及預(yù)防污染處理及預(yù)防5.1懸浮物污堵的處理及預(yù)防懸浮物污堵的處理及預(yù)防 5.2鐵中毒的處理及預(yù)防鐵中毒的處理及預(yù)防 5.3油污染的處理及預(yù)防油污染的處理及預(yù)防 5 5 離子交換樹(shù)脂的離子交換樹(shù)脂的 污染處理及預(yù)防污染處理及預(yù)防 在化學(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(yáng)離子陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂都存在著被污染的問(wèn)題交換樹(shù)脂都存在著被污染的問(wèn)題, ,尤其是鈣、鐵

24、、有尤其是鈣、鐵、有機(jī)物的污染。污染后的樹(shù)脂機(jī)物的污染。污染后的樹(shù)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(shù)脂的結(jié)構(gòu)未遭到破壞由于樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)未遭到破壞, ,可以通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幙梢酝ㄟ^(guò)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(shù)脂在使用過(guò)程中易同時(shí)應(yīng)對(duì)樹(shù)脂在使用過(guò)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。采取合理的措施。 5.1 5.1 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(shù)脂層中的樹(shù)脂層中的孔隙孔隙，

25、從，從而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹(shù)而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹(shù)脂顆粒的表面，因而脂顆粒的表面，因而降低降低樹(shù)脂的工作樹(shù)脂的工作交換容量交換容量。n處理：處理：為清除積聚在樹(shù)脂層中的懸浮物，可采用為清除積聚在樹(shù)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。5.25.2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(yáng)、陰樹(shù)脂都可能發(fā)生鐵的污染。陽(yáng)、

26、陰樹(shù)脂都可能發(fā)生鐵的污染。 被污染樹(shù)脂的外觀為被污染樹(shù)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(shù)脂中的含鐵樹(shù)脂中的含鐵量超過(guò)量超過(guò)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(shù)脂的降解。加速陰樹(shù)脂的降解。鐵中毒后的離子交換樹(shù)脂鐵中毒后的離子交換樹(shù)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，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(shù)脂發(fā)生鐵污染的措施有

27、：防止樹(shù)脂發(fā)生鐵污染的措施有： 1、減少陽(yáng)離子進(jìn)水的含鐵量。減少陽(yáng)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(guò)曝氣處理及錳砂過(guò)濾除鐵。對(duì)含鐵量高的地表水水應(yīng)先經(jīng)過(guò)曝氣處理及錳砂過(guò)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(yáng)床。值，防止鐵離子帶入陽(yáng)床。2、對(duì)輸送高含鐵量原水的對(duì)輸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。5.2 5.2 鐵中毒的處理及預(yù)防鐵中毒的處理及

28、預(yù)防 n現(xiàn)象：現(xiàn)象：礦物油對(duì)樹(shù)脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹(shù)脂礦物油對(duì)樹(shù)脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹(shù)脂顆粒的表面，造成顆粒的表面，造成樹(shù)脂微孔的污堵樹(shù)脂微孔的污堵，致使樹(shù)脂交換容量降低，致使樹(shù)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。5.3 5.3 油的污染及處理油的污染及處理 油污染后的離子交換樹(shù)脂油污染后的離子交換樹(shù)脂n處理：處理： 1 1、用、用NaOHNaOH溶液循環(huán)清洗溶液循環(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(guò)陰床、陽(yáng)床后，再回到堿箱循環(huán)清洗（具體時(shí)間由小型經(jīng)過(guò)陰床、陽(yáng)床后，再回到堿箱循

29、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N(xiāo)aOHNaOH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(shù)脂進(jìn)行清洗，清對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程中要嚴(yán)密防火。洗過(guò)程中要嚴(yán)密防火。n預(yù)防礦物油的來(lái)源主要要做好以下幾各方面：預(yù)防礦物油的來(lái)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

30、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(guò)凝氣器進(jìn)入凝結(jié)水，經(jīng)過(guò)凝氣器進(jìn)入凝結(jié)水除鹽系統(tǒng)。除鹽系統(tǒng)。5.3 5.3 油的污染及處理油的污染及處理 6 離子交換樹(shù)脂的選擇離子交換樹(shù)脂的選擇6.1離子交換樹(shù)脂的吸附性離子交換樹(shù)脂的吸附性對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 6.3離子交換樹(shù)脂的物理性質(zhì)離子交換樹(shù)脂的物理性質(zhì)對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 6.2離子交換樹(shù)脂的顆粒尺寸離子交換樹(shù)脂的顆粒尺寸對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 6 6離子交換樹(shù)脂的選擇離子交換樹(shù)脂的選擇 購(gòu)買(mǎi)離子交換樹(shù)脂可以從它的購(gòu)買(mǎi)離

31、子交換樹(shù)脂可以從它的吸附性吸附性、顆顆粒尺寸粒尺寸和有關(guān)的和有關(guān)的物理性質(zhì)物理性質(zhì)等方面來(lái)選擇。等方面來(lái)選擇。 6.16.1離子交換樹(shù)脂的吸附性離子交換樹(shù)脂的吸附性 對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 離子交換樹(shù)脂對(duì)溶液中的不同離子有不同的親離子交換樹(shù)脂對(duì)溶液中的不同離子有不同的親和力，對(duì)它們的吸附有選擇性。和力，對(duì)它們的吸附有選擇性。對(duì)離子的吸附：對(duì)離子的吸附： 各種離子受樹(shù)脂交換吸附作用的強(qiáng)弱程度有一各種離子受樹(shù)脂交換吸附作用的強(qiáng)弱程度有一般的規(guī)律，但不同的樹(shù)脂可能略有差異。般的規(guī)律，但不同的樹(shù)脂可能略有差異。對(duì)有色物的吸附對(duì)有色物的吸附 糖液脫色糖液脫色常使用常使用強(qiáng)堿性陰離子

32、樹(shù)脂強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂。 它對(duì)擬黑色素它對(duì)擬黑色素( (還原糖與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)物還原糖與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)物) )和還原糖的和還原糖的堿性分解產(chǎn)物的吸附較強(qiáng)，而對(duì)焦糖色素的吸附較弱。堿性分解產(chǎn)物的吸附較強(qiáng)，而對(duì)焦糖色素的吸附較弱。離子交換樹(shù)脂吸附色素前后的比較離子交換樹(shù)脂吸附色素前后的比較6.26.2離子交換樹(shù)脂的顆粒尺寸離子交換樹(shù)脂的顆粒尺寸 對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 離子交換樹(shù)脂通常制成珠狀的小顆粒，它的尺寸也很重離子交換樹(shù)脂通常制成珠狀的小顆粒，它的尺寸也很重要。樹(shù)脂要。樹(shù)脂顆粒較細(xì)顆粒較細(xì)者，反應(yīng)速度較大，但細(xì)顆粒對(duì)液體通者，反應(yīng)速度較大，但細(xì)顆粒對(duì)液體通過(guò)的阻力較大，需要過(guò)

33、的阻力較大，需要較高的工作壓力較高的工作壓力；特別是濃糖液粘度；特別是濃糖液粘度高，這種影響更顯著。因此，樹(shù)脂顆粒的大小應(yīng)選擇適當(dāng)。高，這種影響更顯著。因此，樹(shù)脂顆粒的大小應(yīng)選擇適當(dāng)。如果樹(shù)脂粒徑在如果樹(shù)脂粒徑在0.2mm(mm(約為約為70目目) )以下，會(huì)明顯增大流體通以下，會(huì)明顯增大流體通過(guò)的阻力，降低流量和生產(chǎn)能力。過(guò)的阻力，降低流量和生產(chǎn)能力。 6.36.3離子交換樹(shù)脂的物理性質(zhì)離子交換樹(shù)脂的物理性質(zhì) 對(duì)它的工作和性能的影響對(duì)它的工作和性能的影響 樹(shù)脂在干燥時(shí)的密度稱(chēng)為樹(shù)脂在干燥時(shí)的密度稱(chēng)為真密度真密度。濕樹(shù)脂每單位體積。濕樹(shù)脂每單位體積( (連顆粒間空隙連顆粒間空隙) )的重量稱(chēng)為

34、的重量稱(chēng)為視密度視密度。樹(shù)脂的密度與它的交。樹(shù)脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。通常，交聯(lián)度高的樹(shù)脂的密度聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。通常，交聯(lián)度高的樹(shù)脂的密度較高，強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹(shù)脂的密度高于弱酸或弱堿性者，而較高，強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹(shù)脂的密度高于弱酸或弱堿性者，而大孔型樹(shù)脂的密度則較低。大孔型樹(shù)脂的密度則較低。樹(shù)脂的密度樹(shù)脂的密度 離子交換樹(shù)脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)。但樹(shù)脂在合成離子交換樹(shù)脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)。但樹(shù)脂在合成過(guò)程中夾雜的過(guò)程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì)聚合度較低的物質(zhì)，及樹(shù)脂分解生，及樹(shù)脂分解生成的物質(zhì)，會(huì)在工作運(yùn)行時(shí)溶解出來(lái)。成的物質(zhì)，會(huì)在工作運(yùn)行時(shí)溶解出來(lái)。樹(shù)脂的溶解性樹(shù)脂的溶解性 樹(shù)脂的膨脹度樹(shù)脂的膨脹度 離子交換樹(shù)脂含有大量離子交換樹(shù)脂含有大量親水基團(tuán)親水基團(tuán)，與水接觸即，與水接觸即吸水膨脹，增大樹(shù)脂的體積。通常，交聯(lián)度低的樹(shù)吸水膨脹，增大樹(shù)脂的體積。通常，交聯(lián)度低的樹(shù)脂的膨脹度較大。脂的膨脹度較大。 在設(shè)計(jì)離子交換裝置時(shí)，必須考慮樹(shù)脂的膨脹在設(shè)計(jì)離子交換裝置時(shí)，必須考慮樹(shù)脂的膨脹度，以適應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂中的離子轉(zhuǎn)換發(fā)生的樹(shù)度，以適應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂中的離子轉(zhuǎn)換發(fā)生的樹(shù)脂體積變化。脂體積變化。 樹(shù)脂的耐用性樹(shù)脂的耐用性 樹(shù)脂顆粒使用時(shí)有轉(zhuǎn)移、磨擦、膨脹和收縮等變樹(shù)脂顆粒使用時(shí)有