離子交換樹脂的再生

離子交換樹脂的再生一、常規(guī)的再生處理離子交換樹脂使用一段時(shí)間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進(jìn)行再生處理，用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來(lái)的組成和性能。在實(shí)際運(yùn)用中，為降低再生費(fèi)用，要適當(dāng)控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復(fù)到最經(jīng)濟(jì)合理的再生水平，通常控制性能恢復(fù)程度為70～80%。如果要達(dá)到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。樹脂的再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性，以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，選擇適當(dāng)?shù)脑偕巹┖凸ぷ鳁l件。樹脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當(dāng)多;而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多于理論值。此外，大孔型和交聯(lián)度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯(lián)度高的樹脂則要較長(zhǎng)的再生反應(yīng)時(shí)間。再生劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型來(lái)選用，并適當(dāng)?shù)剡x擇價(jià)格較低的酸、堿或鹽。例如：鈉型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹脂可用10%NaCl溶液再生，用藥量為其交換容量的2倍(用NaCl量為117g/l樹脂);氫型強(qiáng)酸性樹脂用強(qiáng)酸再生，用硫酸時(shí)要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀物。為此，宜先通入1～2%的稀硫酸再生。氯型強(qiáng)堿性樹脂，主要以NaCl溶液來(lái)再生，但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機(jī)物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl+0.2%NaOH的堿鹽液再生，常規(guī)用量為每升樹脂用150～200gNaCl，及3～4gNaOH。OH型強(qiáng)堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。樹脂再生時(shí)的化學(xué)反應(yīng)是樹脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理，提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)的濃度，可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行，故提高再生液濃度可加速再生反應(yīng)，并達(dá)到較高的再生水平。為加速再生化學(xué)反應(yīng)，通常先將再生液加熱至70～80℃。它通過樹脂的流速一般為1～2BV/h。也可采用先快后慢的方法，以充分發(fā)揮再生劑的效能。再生時(shí)間約為一小時(shí)。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(shí)(水量約4BV)，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液無(wú)色、無(wú)混濁為止。一些樹脂在再生和反洗之后，要調(diào)校pH值。因?yàn)樵偕撼：袎A，樹脂再生后即使經(jīng)水洗，也常帶堿性。而一些脫色樹脂(特別是弱堿性樹脂)宜在微酸性下工作。此時(shí)可通入稀鹽酸，使樹脂pH值下降至6左右，再用水正洗，反洗各一次。樹脂在使用較長(zhǎng)時(shí)間后，由于它所吸附的一部分雜質(zhì)(特別是大分子有機(jī)膠體物質(zhì))不易被常規(guī)的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時(shí)要用特殊的方法處理。例如：陽(yáng)離子樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用4%NaOH溶液處理，將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機(jī)物污染，可提高堿鹽溶液中的NaOH濃度至0.5～1.0%，以溶解有機(jī)物。二、特殊的再生處理污染較嚴(yán)重的樹脂，可用酸或堿性食鹽溶液反復(fù)處理，如先用10%NaCl+1%NaOH堿鹽溶液溶解有機(jī)物，再用4%HCl或分別用10%NaOH及1%HCl溶解無(wú)機(jī)物，隨后再用10%NaCl+1%NaOH處理，在約70℃下進(jìn)行。如果上述處理的效果未達(dá)要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂后，通入濃度為0.5%的次氯酸鈉溶液，控制流速2～4BV/h，通過量10～20BV，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。應(yīng)當(dāng)注意，氧化處理可能將樹脂結(jié)構(gòu)中的大分子的連接鍵氧化，造成樹脂的降解，膨脹度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用50周期后才進(jìn)行一次氧化處理。由于氯型樹脂有較強(qiáng)的耐氧化性，故樹脂在氧化處理前應(yīng)用鹽水處理，變?yōu)槁刃?，這還可避免處理過程中的pH值變化，并使氧化作用比較穩(wěn)定。三、再生廢液的處置糖廠用樹脂脫色，樹脂再生的廢液含有大量的色素和有機(jī)物，顏色很深。用原糖生產(chǎn)精糖時(shí)，每100噸糖的再生廢液量約為6～9m3。要經(jīng)過處理才能排放(或循環(huán))，這也是一個(gè)難題。Bento詳細(xì)研究了用化學(xué)方法處理再生液，使色素和其他有機(jī)物沉淀，除去雜質(zhì)后再循環(huán)使用，減少排放，并充分利用其中的氯化鈉。由于再生液中色素的濃度比糖汁中高10倍以上，液體數(shù)量較小，沒