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离子交换树脂的使用与保养

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离子交换树脂的使用与保养


离子交换树脂的使用与维护 
      正确合理使用(use)离子交换树脂,对于延长树脂寿命(lifetime)保证树脂工作(job)稳定可靠,具有十分重要的意义。树脂的使用与保养包括以下三个方面:

  一、树脂预处理  
      由于在合成树脂过程(process)中,树脂表面及空隙中混掺有低分子和一些无机(wújī)杂质(如铜、铁等)、高分子单体物质,以及致孔剂等,因此树脂在正式投入运行之前,必须将这些杂质除去,否则在使用(use)过程中会以各种方式污染树脂。特别应当指出,在含铬废水中,因铬酸是一种氧化剂,如树脂中有铜、铁,便有催化氧化作用,从而加快树脂氧化。预处理方法如下:
 
  1、热水洗涤(washing)
      准备使用(use)的新树脂先用热水反复清洗。阳树脂可用70~80℃的热水,阴树脂(特别是强碱(Alkali)阴树脂)的耐热性较差,可用50~60℃的热水。开始浸洗时,每隔15分钟左右换水一次,浸洗时要不是搅拌,换水4~5次后,可隔30分钟左右换水一次,总共换水7~8次,浸泡至洗涤(washing)水不带褐色,泡沫很少时为止。
 
  2、酸、碱处理
      树脂用热水洗涤后装填进柱,再用酸(Acerbity)、碱处理(processing)。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。阳树脂用1mol/1HCL缓缓流过树脂层,用量约为树脂体积的2~3倍,约2小时流完,用水稍淋洗后,再用1mol/1NaOH流过树脂层,用量和流速同前。碱流完后,用水淋洗至出水ph9左右,再用1mol/1HCL或0.5mol/1H2SO4将树脂转成H+型,用量为树脂体积的3~4倍,流速与前同。酸流完后,用水淋洗至出水ph6以上时,即可投入运行(Windows)。

  二、树脂的保养 
      树脂在使用过程(process)中应防止悬浮物、有机物及油类等的污染(pollute),同时又要防止某些废水对树脂的剧烈氧(Oxygen)化作用(role)。因此,酸(Acerbity)性氧化废水进入阴树脂前应去除重金属离子(metal ion),以防止重金属对树脂的催化作用。每次设备运行完毕后应将交换柱中废水排回废水池,代之以自来水或净化水浸泡。树脂饱和后要及时再生,再生后不宜长期在原液中浸泡停放,应及时淋洗干净。

  三、树脂活化
      无论是阳树脂或阴树脂,当使用(use)若干周期后,都会发生交换容量下降的现象。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。容量下降的原因,一方面是由于采用不完全再生,树脂上有一定量的未被再生下来的离子逐渐累积,影响交换的正常进行;另一方面,例如含铬(Chromium)废水中的H2CrO4及H2Cr2O7等对树脂都有氧(Oxygen)化作用,使树脂中Cr3+越来越多,影响树脂的正常工作。因此,当树脂容量有显著下降的趋势时,应进行树脂的活化。
 
  1、阴树脂的活化
      阴树脂的活化措施,应视所处理(processing)的废水而异。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换树脂孔隙结构分凝胶型和大孔型两种,凡具有物理孔结构的称大孔型树脂,在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”,分类属碱性的,在名称前加“阴”。如:大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。国内对处理含铬废水的阴树脂活化有比较成功的经验。其原理操作如下:将阴树脂正常再生之后,浸泡于2~2.5mol//1H2SO4溶液中,然后在徐徐搅拌(stir)下加入NaHSO3,将树脂上的Cr6+还原成Cr3+。树脂在上述溶液中浸泡一昼夜,然后用清水洗净,以上过程(process)重复1~2词,即可将树脂中的Cr6+及Cr3+除去,再用NaOH转型待用。
 
  2、阳树脂的活化  
      阳树脂活化的主要目的是去除树脂上累积的重金属离子(metal ion),尤其是那些与树脂结合力较强的高价阳离子,如Fe3+,Cr3+等。阳离子交换树脂离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。可在体内活化,活化液用量为2倍树脂体积,现用浓度(concentration)为3.0mol/1的盐酸(HCl)配置,以再生流速通过树脂层,再用1~2倍树脂体积,浓度为2.0~2.5mol/1的硫酸(化学式:H2SO4)溶液浸泡树脂,历时一昼夜(至少8小时),树脂中的Fe3+,Cr3+及其他重金属离子便基本去除,淋洗后树脂便可待用。
 

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