混床陰陽離子交換樹脂超純水設備拋光樹脂
混床陰陽離子交換樹脂超純水設備拋光樹脂
樹脂衝(chong) 洗: 樹脂裝入交換器後,用潔淨水反洗樹脂層,直至出水清晰、無氣味、無細碎樹脂為(wei) 止。 用約2倍樹脂體(ti) 積的4-5%HCl溶液,以2m/h的流速通過樹脂層。全部通入後,浸泡4-8小時,排去酸液,用潔淨水衝(chong) 洗至出水呈中性,衝(chong) 洗流速為(wei) 10-20m/h。 用約2倍樹脂體(ti) 積的2-5%NaOH溶液,按上麵進HCl溶液的方法通入和浸泡。排去堿液,用潔淨水衝(chong) 洗至出水呈中性,衝(chong) 洗流速同上。酸、堿溶液若能重複進行2-3次,則效果更佳。
混床陰陽離子交換樹脂超純水設備拋光樹脂 電去離子(EDI)工作中樹脂的再生工藝 在研究電去離子(EDI)工作過程時發現,在EDI淨水設備中,在直流電場作用下,水被電離為(wei) H+和OH-離子,並被利用來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(cong) 而,保證出水水質很好。由此聯想到,利用EDI淨水設備中這一電再生過程來再生混床中的混合離子交換樹脂,結果發明了離子交換樹脂電再生方法及裝置,開創性地找到了對環境無汙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。在樹脂電再生過程中,要用純水水力輸送和不斷衝(chong) 洗失效樹脂,這部分純水從(cong) 再生室流出使用後水質仍很好,可分離出樹脂後反複利用。隻有占總用水量10% 的濃水室排水,因其含有電極室放出的少量Cl2等氣體(ti) ,不能直接回用,但這種排水的平均含鹽量為(wei) 每升幾百毫克,水質一般優(you) 於(yu) 自來水,可用容器收集後再作它用。因此,樹脂電再生法基本上沒有水的損耗。水還同時作為(wei) 再生劑用,而消耗於(yu) 電離的水量就微乎其微了。要注意到,這時水電離的反應產(chan) 物H+和OH-離子都得到利用,沒有未利用的副產(chan) 品產(chan) 生,即使在樹脂電再生中未得到利用的H+或OH-離子,它們(men) 彼此複合又組成對環境無危害的水。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力。在電場的作用下,水電離為(wei) H+和OH-離子,用雙極膜使水電離的能耗為(wei) 79.9 kJ·mol-1,這僅(jin) 為(wei) 水電解能耗的1/3,因為(wei) 水電離時不必耗能在生成H2和O2氣體(ti) 上。至於(yu) 用於(yu) 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。
離子交換樹脂技術中化學再生法,酸和堿是再生劑。在樹脂化學再生時,酸和堿的利用都很不充分,僅(jin) 利用酸解離出來的H+離子和堿解離出來的OH-離子,其它離子態解離產(chan) 物未被利用:以HCl或H2SO4為(wei) 例,質量百分比占97% 的Cl-離子或占98% 的SO42-離子沒有得到利用;以NaOH為(wei) 例,占58% Na+離子沒有得到利用。同時為(wei) 達到滿意的再生效果,還必須采用2~3倍理論量的過量再生劑。酸堿的化學能是元素自然化合和人為(wei) 加工製造時儲(chu) 存起來的,它是樹脂化學再生法的推動力。因此,根據粗略估算,樹脂化學再生法耗能要比樹脂電再生的耗能大一個(ge) 數量級。
樹脂電再生法,無廢物排放,*,對生態環境無危害。樹脂化學再生法則相反,由於(yu) 大量廢酸堿排放,嚴(yan) 重的汙染了環境,酸性廢水不加治理向自然排放,對生態環境產(chan) 生嚴(yan) 重的危害。複床與(yu) 混床相比,由於(yu) 承載負荷大,再生頻繁,所產(chan) 生的廢酸堿量約占兩(liang) 者廢酸堿總量的90%,況且,複床中陽床和陰床失效樹脂再生的時間往往不同步,有錯位,所以廢酸堿液相互中和的機會(hui) 減少,加劇了環境汙染。
用樹脂電再生法替代樹脂化學再生法,會(hui) 獲得巨大的經濟效益,前者用的是少量電和便宜的水,後者消耗的卻是昂貴的酸堿。作者曾對現正在使用樹脂化學再生法的某火電廠做過粗略的估算,該廠年耗酸堿費約300萬(wan) 元,廢酸堿排放罰款40萬(wan) 元,如改用樹脂電再生法,年耗電費約30萬(wan) 元,僅(jin) 是年耗酸堿費的10%,還可免去環保罰款。
1 混床樹脂電再生
為(wei) 了將EDI淨水設備中樹脂可自再生的現象利用來再生普通混床樹脂,作者設計了一個(ge) 結構類似於(yu) EDI淨水設備的樹脂體(ti) 外電再生器,隻要*將普通混床中的失效樹脂,從(cong) 原混床中抽出,再從(cong) 體(ti) 外電再生器進口送入,在直流電場的作用下,就有再生好的樹脂從(cong) 其出口連續流出。在體(ti) 外再生器內(nei) ,進行著樹脂的電再生過程。
原有混床樹脂的化學酸堿再生工藝非常複雜,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操作就很簡單,不必將陰、陽樹脂分離,用水力輸送法直接將原混床中失效樹脂送入體(ti) 外電再生器,一邊將失效樹脂送入進行體(ti) 外電再生,一邊又將再生好的樹脂送回原混床或其他儲(chu) 器,實現了體(ti) 外電再生器中樹脂的流態化電再生[2]。
清華大學、天津大學、武漢大學和華北電力大學等高等院校與(yu) 企業(ye) 合作,組成五個(ge) 研究團隊,驗證了樹脂電再生的可行性。試驗證明,失效樹脂經電再生後的再生度可達到與(yu) 化學法再生相媲美的程度[2]。
2 複床樹脂電再生
複床是指陽樹脂和陰樹脂分置於(yu) 兩(liang) 個(ge) 設備中,一為(wei) 陽床,另一為(wei) 陰床,以區別於(yu) 這兩(liang) 種樹脂混合同置於(yu) 一個(ge) 設備中的混床。複床樹脂與(yu) 混床樹脂相比,其體(ti) 外電再生裝置的區別在於(yu) :複床樹脂電再生裝置膜對構成中增添了雙極膜,這相當於(yu) 在混床樹脂電再生室中間插了雙極膜,將其一分為(wei) 二,一變為(wei) 複床中陽床樹脂電再生室,另一變為(wei) 複床中陰床樹脂電再生室。這時,在直流電場作用下,水電離所產(chan) 生的H+和OH-離子,分別進入各自的陽、陰離子再生室,與(yu) 相應的失效樹脂發生交換反應,使失效樹脂相應轉化為(wei) H型和OH型,實現電再生。同時,又避免發生對樹脂電再生過程有危害的副反應,因為(wei) 複床位於(yu) 脫鹽係統的前端,失效陽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的混床電再生室中,那麽(me) 電再生時水電離所生成的H+離子,可與(yu) 樹脂上所含Ca2+ 、Mg2+ 和Na+ 離子交換,交換下來的Ca2+ 和Mg2+ 離子就可能與(yu) 水電離所生成的OH-離子發生反應,生成Ca(OH)2或Mg(OH)2沉澱,覆蓋在樹脂或膜的表麵,堵塞孔道,影響後續的離子遷移、擴散和交換過程,終使樹脂電再生難以持續下去。
所謂雙極膜是由陰離子交換樹脂層、陽離子交換樹脂層和中間界麵親(qin) 水層所組成,在直流電場的作用下,它能將水直接電離為(wei) H+和OH-離子,並形成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(ge) 混床樹脂再生室中間,就可將其分成複床再生用陰、陽床樹脂各自再生的兩(liang) 個(ge) 電再生室。
河北建築科技學院和華北電力大學組成的研究團隊,分別進行了利用雙極膜的複床樹脂電再生試驗。試驗表明,可分別將陰、陽失效樹脂電再生至接近化學再生的程度[2]。本文作者還發明了一種複床樹脂電再生的裝置[3]。
用樹脂電再生法替代樹脂化學再生法,會(hui) 大大改善勞動條件,取消酸堿儲(chu) 存和配置溶液係統,使係統簡化,減輕係統腐蝕,操作簡便,易於(yu) 實現文明生產(chan) 。
在直流電場作用下,利用水作為(wei) 再生劑,用它代替酸堿再生失效離子交換樹脂的體(ti) 外電再生工藝,使離子交換水處理變為(wei) 一種綠色環保水處理技術。這種體(ti) 外電再生工藝,不使用有危險性的酸堿,改善了勞動條件;再生劑充分利用,不產(chan) 生廢物和有毒、有害的物質,對生態環境無害,從(cong) 生產(chan) 工藝的源頭上就了汙染;隻消耗少量電能,使用方便,費用低廉,經濟效益*。這一樹脂綠色再生工藝的產(chan) 業(ye) 化,將會(hui) 使傳(chuan) 統的水處理工藝發生根本性的變革,也使水處理技術這一化工應用技術的基礎內(nei) 容得到更新。因此,離子交換樹脂綠色再生工藝將成為(wei) 綠色化學化工中新開創的一個(ge) 重要領域。
離子交換樹脂被汙染時預防措施 上一篇:廢水處理中離子交換樹脂的應用
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(yu) 它的類型,乃至跟其自身結構有密切關(guan) 係。強酸性或強堿性樹脂的再生比較困難,關(guan) 於(yu) 再生劑量比理論值高來說就相當多了,相反弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生,用再生劑量要小於(yu) 理論值。
例如:鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl溶液再生,用藥量是為(wei) 交換容量2倍,在氫型強酸樹脂傍邊,所用的是強酸性再生,這是吸附的鈣與(yu) 硫酸反響生成硫酸鈣沉澱物。
先稀硫酸離子交換樹脂再生,樹脂在使用較長時刻會(hui) 所吸附的一部分雜質,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汙染,導致樹脂效能下降。
此刻算要用特別的辦法進行處理。舉(ju) 個(ge) 例子:離子交換樹脂受含氮的兩(liang) 性化合物汙染,可用 4%NaOH 溶液處理,並將其溶解後排掉;陰離子樹脂別汙染,可進步堿鹽溶液中的濃度和溶解有機物。
在咱們(men) 所以為(wei) 的在化學反響平衡原理傍邊,關(guan) 於(yu) 化學反響然後進步了某一方的物質濃度,加快了後反響向另一方進行,成心進步再生液濃度,然後加快再生反響且到達高再生的水平。