树脂在水处理工艺中的用途十分广泛。在给水处理中,可用于水质软化和脱盐,制取软化水、纯水和超纯水;在废水处理中,可除去废水中的某些有害物质,回收有价值化学品、重金属和稀有元素,在化工、生物制药等方面,能有效进行分离、浓缩、提纯等。
树脂的特点,其单元结构主要由三部分组成:不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。随着离子交换技术的不断发展,树脂在水处理领域的应用不断扩大,越来越显示出它的性,具有可深度净化、、可再生性强等优点。
树脂在使用中可能出现的问题
1、反洗流失
反洗流量过大或反洗操作失常,会发生树脂流失,在地沟及废水池中常发现有大量树脂。
2、通流部位损坏
树脂从设备中漏出,进入后级设备或供水系统,造成后级设备运行困难,出水水质恶化。
3、树脂分层不清
例如混床要求两种树脂能很好地分层,否则会降低其制水量和出水水质。严重时,将使出水达不到要求的指标。
4、浊度对阳树脂的污染
进水浊度超出要求或直流凝聚发生沉淀现象,有较多的悬浮物进入级离子交换器时,会发生污染树脂现象。这些悬浮物往往含有凝聚剂,一般是金属离子的盐。
5、结硫酸钙沉淀
当用硫酸再生阳树脂时,如果硫酸浓度过高和流速过慢,会发生硫酸钙沉积在树脂颗粒表面上,导致出水有硬度。此时可用盐酸再生一次,将沉积的硫酸溶解,或及时用大量的水冲洗。
阳、阴树脂都有被污染的问题,但是这两种树脂铁污染的机理却不相同。除盐设备中阳树脂接触的是原水中和铁离子、铁凝聚过的产物和腐蚀产物。水中的铁离子被阳树脂吸收后,较难再生出来,腐蚀产物在再生时反而变为铁离子,在较低的再生剂量下,还会被出水端树脂吸收。铁离子污染,会使颜色变深、加速氧化降解、性能逐渐降低、出水水质恶化水量减少;阴树脂受铁污染情况则不同,往往是由再生液带入的铁沉积在阴树脂上,并和硅、有机物等结合在一起成为一种复杂的物质形态使阴树脂受污染,而且这种污染是累积式的。
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。
随着时间的推移,污染物离子与离子交换树脂中的所有可用交换位点结合。一旦树脂耗尽,通过所谓的再生循环将其恢复以供进一步使用。在再生循环期间,通过施加浓缩的再生溶液基本上逆转离子交换反应。根据树脂的类型和手头的应用,再生剂可以是盐,酸或苛性碱溶液。随着再生循环的进行,离子交换树脂释放污染物离子,将它们交换为再生溶液中存在的离子。污染物离子将作为再生剂流出物流的一部分离开树脂系统,并且需要被适当地排出。
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