大孔树脂骨架部分的性质与凝胶树脂基本相同,但大孔树脂具有且孔径较大的物理孔结构。这一特性使大孔树脂在耐污染、机械强度、抗氧化性等使用性能方面比凝胶树脂更具优势,但大孔树脂的交换容量一般会相对较低,且制造成本相对较高。
针对凝胶型离子交换树脂的缺点,人们研制了大孔型离子交换树脂。大孔型离子交换树脂外观不透明,表面粗糙,为非均相凝胶结构。即使在干燥状态,内部也存在不同尺寸的毛细孔,因此可在非水体系中起离子交换和吸附作用。值得注意的是,大孔型离子交换树脂具有很大的比表面积,因此其吸附功能十分显著,不容忽视。
凝胶型离子交换树脂特性
1.凝胶型离子交换树脂在线性流速为10m/h的条件下,压力降约为13kPa/m;
2.逆洗流速为6.5m/h,水温为15摄氏度条件下,树脂床体膨胀率为70%;
3.压降数据主要以干净水为进水次采水周期方有效。
凝胶型树脂外观呈透明球状颗粒,其孔隙度很小,一般都在3nm以下,这些孔隙不是真正意义上的“孔”,而是由高分子链和交联剂相键合而形成的,它随运行条件而改变;在干的凝胶型树胶中,这些孔实际上是“消失"的。当凝胶型树脂浸人水中后,由于活性基团发生水化后,才显现出来。
用普通合成法制成的离子交换树脂,由许多不规则的网状高分子组成,类似凝胶,所以称其为凝胶型树脂,如津南化工厂生产的001×7、201×7等都属于凝胶型树脂。凝胶型树脂在水中会发生溶胀,体积变大,这种溶胀会使树脂的机械强度降低;同时,当凝胶型树脂在不同离子型态时,膨胀率也会发生变化。这样就会因为树脂的反复膨胀、收缩而使树脂颗粒易于破碎。
离子交换是一种可逆的化学反应,其中从溶液中除去溶解的离子并用相同或类似电荷的其他离子替换。离子交换树脂本身不是化学反应物,而是促进离子交换反应的物理介质。树脂本身由形成烃网络的有机聚合物组成。整个聚合物基质是离子交换位点,其中带正电离子(阳离子)或带负电离子(阴离子)的所谓“官能团”固定在聚合物网络上。这些官能团容易吸引相反电荷的离子。
离子交换树脂的几何形状,尺寸和结构可以在不同类型之间变化。大多数离子交换树脂交换系统使用由微小的多孔微珠组成的树脂床,尽管一些系统(例如用于电渗析的系统)使用片状网状树脂。离子交换树脂珠通常是小的和球形的,半径仅为0.25至1.25毫米。根据应用和系统设计,树脂珠粒可具有均匀的粒度或高斯尺寸分布。大多数应用使用凝胶树脂珠,具有半透明的外观,并提供高容量和化学效率。大孔树脂由于其不透明的白色或黄色外观而可识别,通常保留用于苛刻的条件,因为它们具有相对较高的稳定性和耐化学性。
有机污垢是树脂污垢和降解常见和昂贵的形式。通常,在井水中仅发现低含量的有机物质。然而,地表水可含有数百万分之一的天然和人造有机物质。天然有机物来自腐烂的植被。它们本质上是芳香族和酸性的,并且可以复合重金属,例如铁。这些污染物包括单宁,单宁酸,腐殖酸和富里酸。
如果再生温度太低,则在强碱阴离子树脂中可能发生二氧化硅结垢,或者如果来自用于再生弱碱单元的SBA单元的废水含有过多的二氧化硅,则在弱碱树脂中发生二氧化硅结垢。在低pH水平下,二氧化硅的聚合可以在弱碱树脂中发生。在耗尽的强碱阴离子树脂中也可能存在问题。通过在温(120°F)苛性钠中长时间浸泡除去二氧化硅污垢。
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