離子交換樹(shù)脂在水處理中的運(yùn)用

1、,離子交換樹(shù)脂在水處理中的應(yīng)用,一、離子交換樹(shù)脂的組成和分類(lèi)二、離子交換反應(yīng)的原理三、離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用,一、離子交換樹(shù)脂的組成和分類(lèi)1、離子交換樹(shù)脂的組成無(wú)機(jī)離子交換劑離子交換劑磺化煤有機(jī)離子交換劑（如：離子交換樹(shù)脂）骨架離子交換樹(shù)脂功能基的組成可交換離子,2、離子交換樹(shù)脂的分類(lèi),二、離子交換反應(yīng)的原理在水溶液中，連接在離子交換樹(shù)脂固定不變的骨架上的功能基能離解出可交換離子，這些離子在較大范圍內(nèi)可以自由移動(dòng)并能擴(kuò)散到溶液中。同時(shí)，溶液中的同類(lèi)型離子也能擴(kuò)散到整個(gè)樹(shù)脂多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部，這兩種離子之間的濃度差推動(dòng)它們互相交換，其濃度差越大，交換速度就越快；同時(shí)由于離子交換樹(shù)脂上所帶的一定的功能基對(duì)于

2、各種離子的親和力大小各不相同，所以在人為控制的條件下，功能基離解出來(lái)的可交換離子就可與溶液里的同類(lèi)型離子發(fā)生交換。陽(yáng)離子交換過(guò)程可用下式表示：RA+B+=RB+A+(1)陰離子交換過(guò)程可用下式表示：R+C一+D一=R+D一+C一(2),三、離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用1鹽溶液中有用元素的提取和回收從鹽類(lèi)水溶液中提取有用元素，是利用離子交換樹(shù)脂能從溶液中有選擇性地吸附某種離子的特性。D296對(duì)錸有較好的吸附作用金、鉑和銀以陰離子絡(luò)合物存在如PeCl62-，Au(CN)2-，Ag(CN)2-，Ag(S203)4-,用離子交換樹(shù)脂將其回收。,2水的軟化水中的Ca2+、Mg2+含量在0.4mmolL以上時(shí)稱(chēng)為硬

3、水。如果硬水中含有HCO3-時(shí)，則加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生CaCO3和MgCO3沉淀，鍋爐在使用這種水時(shí)在運(yùn)行中會(huì)有結(jié)垢，造成危害。離子交換法軟化水，是將水中的Ca2+、Mg2+除去，使水軟化，因此實(shí)質(zhì)是一種化學(xué)脫鹽法。軟化水系統(tǒng)一般以減少水中的鈣鎂離子的含量為主，有些軟化系統(tǒng)中還可以去掉水中的碳酸鹽，甚至還可以降低水中的陰陽(yáng)離子的含量。,3除鹽水、純水、高純水的制備(1)離子交換除鹽工藝用離子交換樹(shù)脂制取去離子水的工藝過(guò)程是使原水先通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除去陽(yáng)離子，再通過(guò)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂去掉陰離子。選用何種除鹽水系統(tǒng)和設(shè)備主要依據(jù)出水質(zhì)量、系統(tǒng)產(chǎn)水量及進(jìn)水水質(zhì)情況。(2)純水、高純水的制備高純水除

4、對(duì)水中殘余無(wú)機(jī)鹽的含量要求極嚴(yán)格以外，對(duì)水中的各種金屬離子的含量、有機(jī)物的含量、微粒粒徑、微生物的數(shù)量均有嚴(yán)格的指標(biāo)；純水系統(tǒng)的對(duì)象與高純水的相同，超純水系水質(zhì)接近于理論值的純水。,4工業(yè)廢水的處理(1)處理含汞廢水陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，如00l7、SG一1等可用于處理以Hg形式存在的酸性廢水，而對(duì)于堿性廢水，可用弱酸樹(shù)脂處理，如KB4P-2對(duì)汞的交換容量最高達(dá)9mmolg。強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，如Amberlite、IRA400、Vionite、AT2l等對(duì)HgCl42-的親和力很強(qiáng)，被普遍應(yīng)用于處理氯堿廠的含汞廢水。特點(diǎn)：用樹(shù)脂交換法除汞作為化學(xué)法的二級(jí)處理系統(tǒng)，能保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且能實(shí)現(xiàn)封閉

5、循環(huán)、連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，排放的廢水可作為冷卻水加以回用；應(yīng)用樹(shù)脂交換法還能對(duì)廢水起到脫色作用，處理的水清晰透明。失效后的樹(shù)脂不再回收，作為汞廢渣回收汞，防止了二次污染。因此，應(yīng)用離子交換法處理低濃度含汞廢水，有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。,(2)處理含銅廢水較高濃度的銅對(duì)生物體有毒性，且排入水體的銅可通過(guò)食物鏈被生物大量富集，人體攝入過(guò)量銅會(huì)導(dǎo)致腹痛、嘔吐、肝硬化等。離子交換樹(shù)脂可有效地除去廢水中的cu2+，以達(dá)到高度凈化，并有利于資源的再生。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂0017處理以Cu2+形式存在的含銅廢水，銅回收率達(dá)99。陰離子交換樹(shù)脂，如2017、AmberliteIRA68、IRA一93等已成為處理冶

6、金、電鍍等工業(yè)部門(mén)排出的銅絡(luò)離子廢水的主要材料。螯合樹(shù)脂對(duì)Cu2+具有很強(qiáng)的螯合能力，因此，螯合樹(shù)脂最適合于處理體系比較復(fù)雜、含銅量較低的含銅廢水。,(3)處理含酚廢水酚是一種酸性物質(zhì)，因此可用強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂處理含酚廢水。樹(shù)脂對(duì)酚吸附的好壞與酚液的濃度、pH值及所含雜質(zhì)有關(guān)，酚濃度越大，樹(shù)脂的吸附量越高；pH值以接近中性較好；酚液所含雜質(zhì)不同吸附情況也不相同，中性鹽的存在對(duì)吸附影響不大；此外，溫度越高，樹(shù)脂對(duì)酚的吸附量越低。用弱堿離子交換樹(shù)脂處理含酚廢水，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，樹(shù)脂再生后可反復(fù)使用，成本低，處理效果好，是一種比較理想的處理方法。張麗珍等通過(guò)試驗(yàn)考察了四種樹(shù)脂處理含酚廢水的性能，結(jié)果

7、表明：溶液的pH值和濃度是影響樹(shù)脂吸附酚的重要因素。溶液含酚濃度高，吸附好。吸附較佳的樹(shù)脂pH值各不相同，在試驗(yàn)的四種離子交換樹(shù)脂中，大孔樹(shù)脂對(duì)酚的吸附量最高，解吸也最徹底，并且集中。主要因?yàn)榇罂讟?shù)脂本身是苯乙烯骨架，與苯酚結(jié)構(gòu)相似，具有較好的親和能力，對(duì)酚的吸附最好，四種樹(shù)脂中，大孔樹(shù)脂最適合用于含酚廢水的處理。,(4)處理含鉻廢水鉻在水中主要以三價(jià)和六價(jià)形式存在，其中Cr+毒性很大，大約是Cr3+的100倍，若水中Cr6+含量大于01mgL，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用。含量超標(biāo)的含鉻廢水混入農(nóng)業(yè)灌溉或水體養(yǎng)殖中，經(jīng)食物攝人人體，將會(huì)引起癌癥，而且對(duì)人體皮膚、黏膜有刺激性，嚴(yán)重威脅人類(lèi)的健康。吳克明等選用D370弱堿性陰離子交換樹(shù)脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水，通過(guò)靜態(tài)試驗(yàn)考查了pH、振蕩時(shí)間和離子交換樹(shù)脂用量對(duì)吸附效果的影響，使用反應(yīng)柱動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法研究了樹(shù)脂的再生，得到了令人滿意的結(jié)果。陰離子交換樹(shù)脂處理鋼鐵鈍化含鉻廢水時(shí)對(duì)Cr+有很好的去除效果，在Cr+為116mgL，pH為3左右時(shí)，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)表明可實(shí)現(xiàn)Cr+殘余濃度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。,(5)處理含鉬廢水自20世紀(jì)60年代末期就有關(guān)于采用離子交換法從工業(yè)廢水中回收鉬的報(bào)導(dǎo)。迄今為止，離子交換法仍然是治理含鉬廢水的最主要方法。張建國(guó)在研究低價(jià)鉬酸聚合物的2017強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂上的吸附機(jī)理后