离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交版换树脂带有大量的权钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
2.当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫做“再生”。
⑵ 离子交换法树脂的处理与再生
离子交换法树脂的处理与再生:
1. 首先对床层进行反吹,将进口吸附的杂质吹掉,防止树脂柱压力增加。
2. 用再生液从出口进入,对树脂柱进行再生。
3. 再生完毕,用纯水对树脂柱进行清洗,洗涤至符合要求时,再生完毕,重新投入使用。
⑶ 软化树脂的再生方式
树脂再生是离子交换水处理中很重要的一环。影响再生效果的因素很多,如再生方式,再生剂的种类、纯度、用量,再生液的浓度、流速、温度等。要取得好的再生效果,必须进行调整试验,确定最优的再生条件。
1、再生方式
软化树脂再生方式按再生液流向与运行时水流方向分为顺流、对流和分流三种。
顺流再生是指再生液流向与运行时水流方向一致的再生方式,通常是自上而下流动。
对流再生指再生液流向与运行时水流方向是相对的。习惯上将运行时水流向下流动,再生液向上流动的水处理工艺称逆流再生工艺。将运行时水向上流,床层浮动;再生时再生液向下流的水处理工艺称浮动床工艺。对流再生可使出水端树脂层再生度最高,出水水质好。
分流再生是指再生液自交换器的上端和下端同时进入,由树脂层中间的排水装置排出,运行时水自上而下流过床层。这种交换器上部床层采用顺流再生工艺,下部床层采用对流再生工艺。
2、再生剂的品种与纯度
一般认为盐酸的再生效果优于硫酸,硫酸再生成本低于盐酸。再生剂的纯度高,杂质含量少,树脂的再生程度就高,特别是对阴树脂影响更大。
3、再生剂用量
再生剂用量是影响再生的重要因素,其概念是单位体积树脂所用的再生剂的量,单位为kg/m3(树脂)或g/L(树脂)。另外常用的一个指标是再生剂比耗,它是指投入的再生剂的量与所获得树脂的工作交换容量的比值。还有一种表示法即再生剂耗量,是预计取得单位工作交换容量所需纯再生剂量,单位g/mol。
软化树脂从理论上讲1mol的再生剂应使交换树脂恢复1mol的交换容量,但实际上再生反应最多只能进行到离子交换化学反应的平衡状态,只用理论量的再生剂再生树脂,并不能完全恢复其交容量,所以用量必须超过理论量。
提高再生剂的用量,可以提高树脂的再生程度,但再生剂比耗增加到一定程度之后,再生程度的提高则不明显。再生剂用量与离子交换树脂的性质有关,一般强型树脂所需再生剂用量高于弱型树脂。不同的再生方式,再生剂用量也有所不同,一般顺流再生的再生剂用量要高于逆流再生的。
软化树脂再生方式采用顺流时,由于再生液首先接触到的是上部完全失效的树脂,所以这一部分树脂得到了很好的再生。当再生液再往下流与交换器底部树脂接触时,再生液中已经积累了大量被置换出来的离子,严重影响了交换树脂的再生程度,使这部分树脂没有得到充分的再生,影响了出水水质。如果要提高这部分树脂的再生程度,就要增加再生剂的用量。
软化树脂再生方式采用逆流时,由于交换器底部树脂总是和新鲜的再生剂相接触,所以可以达到很高的再生程度,运行时水最后和这部分再生程度高的树脂接触,保证了出水水质。采用逆流再生时,交换器上部树脂再生程度差,虽然它首先与进水接触,但由于水中从树脂交换下来离子含量少,所以还是可以进行离子交换的,这部分树脂的交换容量仍可以得到充分的发挥。因此这种再生方式比较优越,使用得也比较广泛。
4、软化树脂再生液的浓度
再生液的浓度与再生方式有关,一般顺流再生的再生液浓度应高于逆流再生的。通常HCl以3%~5%为宜,NaOH以2%~4%为宜。
5、软化树脂再生液的温度与流速
提高再生液的温度能提高树脂的再生程度,但再生温度不能超过树脂允许的最高使用温度,一般强酸性阳树脂用盐酸再生时不需加热。强碱性Ⅰ型阴树脂的再生液温度为35~50℃。强碱性Ⅱ型阴树脂适宜的再生液温度为35±3℃。
再生液流速影响着再生液与树脂的接触时间,一般以4~8m/h为宜。逆流再生的再生液流速应保证不使树脂乱层。再生液的温度很低时,不宜提高流速。
⑷ 树脂再生问题
国产的树脂的话,由于树脂的质量、机械强度等问题可能会有影响。进口的树脂一般影响不是很明显。
⑸ 各类离子交换树脂的再生方法
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐:
1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用。
2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。
4、一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。
5、阳树脂再生:
通盐酸:在环境温度下,将4%的树脂床体积4倍的HCL通过树脂床,通过时间约2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=5-6.树脂床备用。
6、阴树脂再生:
通氢氧化钠:在环境温度下,将浓度为4%的树脂体积4倍量的NaOH通过树脂床,通过时间约为2小时。
慢洗:以相同流速和;流向,通2倍树脂体积的除盐水。
快洗:以运行流速和流向,通除盐水至PH=8,树脂床备用
具体操作可根据树脂使用情况酌情增加酸碱的浓度和再生时间。
(5)再生树脂从底部还是上部进扩展阅读:
应用领域:
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。
5)环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6)湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
⑹ 离子交换树脂再生方式有哪些
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离子交换来树脂再生方式源有哪些?
离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力,常用再生方式有顺流再生与逆流再生。
(一)顺流再生
顺流再生时原水与再生液流过交换剂层的方向相同。因此在再生液流过交换剂层时首先接触到的是交换剂层上部完全失效的已包含上部交换剂层被置换出来的离子,影响交换剂层下部的再主度(再生度指离子交换剂层中已再生离子量与全部交换容量的比值),造成处理水质降低、再生剂耗量增加。顺流再生离子交换设备简单,工作可靠,但受原水水质组分影响大,再生效果换容量不能得到充分利用。而再生后,下部再生度最低,为了提高出水质量和工作交换容量,必须增加再生剂的耗量。
(二)逆流再生
原水从交换器上部进人与再生液的方向相反,逆流再生(也称对流再生)过程中交换剂层的离子分布状态
1.逆流再生的优点
与顺流再生比较,采用逆流再生提高了再生剂利用率,降低再生剂耗量30%-50%提高出水质量;降低清洗水耗量30%~50%降低再生废液排放量与排放浓度,排放再生废液中酸、碱浓度小于1%,图3-7为氢离子交换逆流再生废液流出曲线。
⑺ 超纯水阴阳树脂再生方法
超纯水树脂的再生方法:
首先打开吸碱阀、进碱阀以及正洗排水阀,使用碱液从树脂的上部倒入,使树脂失去效果,为分层做好准备,时间大概为5分钟左右。然后打开反洗进水阀和反洗排水阀,使用反渗透膜的产水来反洗树脂,将沉浮于树脂上面的悬浊物清除,对混床树脂进行分层,反洗时间大概为10分钟左右。反洗分层之后,打开排气阀,使树脂分开后静止下来,静置时间大概为10分钟左右。在静置之后,打开正洗排水阀和排气阀,进行排水。然后再打开进水阀、反洗进水阀以及中排阀,用水对树脂进行清洗,将残留在树脂上的再生剂清洗干净,清洗时间大概为20分钟左右,为了防止树脂混合时的水太多,在清洗之后要进行排水,将水位排至树脂层面上15—20CM, 时间为 2 分钟,最后对树脂进行清洗,时间由产水的电阻率决定,当产水电阻率达到18MΩ•CM就可以正常产水了。
超纯水树脂再生的注意事项:
1. 碱的浓度需要控制在一定的范围内,一旦浓度太低,再生的效果就会降低,如果浓度太高,再生剂不能均匀的分布在树脂床,可能会使树脂的使用寿命降低。
2.再生完的超纯水树脂,要进行检测,必须要达到工业生产液流的标准,在使用之前要保证没有再生时使用的化学物质残留。
⑻ 混床再生时阴阳树脂为什么要分层
针对水处理混床再生操作机会较少,而再生前碱泡及反洗分层工作对再生效果起到非常关键的作用,现结合本人实际操作经验将混床再生前碱泡及反洗分层操作要点整理如下,供大家参考。
一、 碱泡:混床在失效后,再生前通入NaOH溶液浸泡的目的是使阴树脂再生成OH型,阳树脂再生成Na型,使阴阳树脂密度差加大,利于分层,另外,消除 H型和OH型树脂互相粘结现象,也有利于分层。因此碱泡时关键是让床内所有树脂得到充分浸泡转型。
1、 反洗:开M3、M4门,逐步开大进水手动门至流量40-50T/H,对树脂进行反洗,反洗以树脂达到上部窥视孔即可停止,目的是平整、松动树脂,消除床体内气泡和偏流,
2、 静止沉降及放水:关闭M3、M4门等树脂全部沉降稳定后开启M10、M11放水,放至M11无水时即可关闭。
3、 进碱:计量箱中准备好碱50-60CM,开启混床进碱手动门,手动开启J6、J7、M10,启动一台再生水泵,手动开启J5和碱计量箱出碱手动门调节碱液浓度4%左右,视混床内液面高度情况间断开启M5,以保证树脂层上留有10-20CM高度水为宜,碱液进完即可关闭各门。
4、 空气混合:开启M9、M10,调节压缩空气压力0.05-0.1Mpa,以窥视孔内可见树脂强烈扰动为准,时间约1分钟,目的是使碱液与树脂充分均匀接触。
5、 取样化验:用锥形瓶从混床出水取样门取样50ML,加入一滴酚酞指示剂,应显红色,否则应查找原因,必要时重新进碱。需注意的是混床出水取样管内积水为运行时出水水样,需放尽再行取样。
6、 静置浸泡4-12小时。
二、 正洗:
1、 投运一个系列一级除盐设备。
2、 充水排气:开启M1、M10,等M10有水排出时关闭M10.
3、 正洗:开启M5对混床进行大流量正洗,流量100T/H左右,时间1-2小时,目的将浸泡废液冲洗干净,利于再生,从排水中取样化验酚酞碱度为0或微量即可停止。
三、 反洗分层:
1、 反洗:关闭混床进水手动门,开启M3、M4,逐步开启混床进水手动门,调节反洗流量至40-50T/H,以树脂层平稳上升到上部窥视孔为准,维持此流量反洗20-30分钟,排水中取样出水清澈无碎树脂即可关闭M3、M4,反洗流量调节切忌大起大落大幅度变化,应每次调节流量5-10t/H稳定几分钟后再行调节。
2、 静止沉降:树脂完全沉降后阴阳树脂大部分已分离,从下部、中部窥视孔应能明显分清阳、阴树脂,但其分层界面可能不很清楚。
3、 小流量反洗:关闭混床进水手动门,开启M3、M4,逐步开启混床进水手动门,调节反洗流量至20-30T/H,从下部窥视孔中观察树脂平稳上升,时间5-10分钟,关闭M3、M4。
4、 静止沉降:树脂完全沉降后从下部窥视孔中阴阳树脂分层界面清楚,如不清楚应重复上述1-3步。
⑼ 弱酸性阳离子交换树脂再生一般是顺流还是逆流两者的区别是
再生使用的话逆流洗脱效果好,离子交换的过程是从树脂上层逐步向下吸附饱和的,也就是说上层的吸附杂质最多,而最底下的交换柱角落的树脂可能还没有完全吸附,如果顺流洗脱的话,那些杂质会逐步的向下转移,先污染底层树脂,在解析活化,影响洗脱效果和树脂寿命;逆流的话就解决这个问题,底下的轻度交换的树脂先被活化,然后在逐步的向上,上层的杂物被洗出直接流走。