污水脫色樹脂的反應與再生問題剖析

產品技術標準：HG/T2165-91 DL519-93 SH2605.09-1997

本產品是大孔結構的苯乙烯一二乙烯苯共聚體上帶有叔胺基［-N(CH3)2］的離子交換樹脂，其堿性較弱，能在酸性、近

中性介質中有效地交換無機酸及硅酸根，并能吸附分子尺寸較大的雜質以及在非水溶液中使用，該樹脂具有再生效率高、堿

水耗低、交換容量大、抗有機物污染及抗氧化能力強、機械強度好等優(yōu)點。

本產品相當于美國Amberlite IRA-93，德國Lewatit MP-60，日本Diaion WA-30，法國Duolite A305，前蘇聯(lián)AH-89×

77Ⅱ，英國Zerolite MPH，相當于我國老牌號：D354、D351、710、D370。

用途：本產品主要用于純水及高純水的制備，用于陰復床、陰雙層床系統(tǒng)，對含鹽量較高的水源尤為合適，并能保護強堿陰樹脂不受有機物污染，以及糖液脫色含鉻廢水的處理及回收等等。

包裝：編織袋，內襯塑料袋。塑料桶，內襯塑料袋。

使用時參考指標:

1.PH范圍：0-9

2.允許溫度（℃）：≤100

3.膨脹率：%(OH-→Cl-)≤35

4.工業(yè)用樹脂層高度：m　1.0-3.0

5.再生液濃度：%NaOH:2.0-4.0　

6.再生劑用量（按計）， kg/m3濕樹脂：NaOH（工業(yè)）：40-70

7.再生液流速：m/h 4-6

8.再生接觸時間：minute: 30-50

9.正洗流速：m/h:15-25

10.正洗時間：minute:約25

11.運行流速：m/h, 15-25

12.工作交換容量：mmol/l（濕樹脂）≥950或對六價鉻吸附量g/l（濕樹脂）≥75

主要性能指標：

一、樹脂的運輸和貯存：

離子交換樹脂內含有一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水份。如果貯存過程中樹脂脫了水，應先用

濃食鹽水（8-10%)浸泡1-2小時，再逐漸稀釋，不得直接放于水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。樹脂在貯存或運輸過程中，

應保持在5-40℃的溫度環(huán)境中，避免過冷或過熱，影響質量。若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水的

溫度可根據氣溫而定。

二、樹脂的予處理：

樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應的物質和少量低聚合物，還可能吸著鐵、鋁、銅等重金屬離子。當樹脂與水、酸、

堿或其它溶液相接觸時，上述可溶性雜質就會轉 入溶液中，在使用初期污染出水水質。所以，樹脂在投運前要進行預處

理。
１、陽樹脂的預處理

陽樹脂的預處理步驟如下：

首先使用飽和食鹽水，取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍，將樹脂置于食鹽溶液中浸泡18-20小時，然后放盡食鹽水，

用清水漂洗凈，使排出水不帶黃色；

其次再用2%-4%NaOH溶液，其量與上相同，在其中浸泡2-4小時（或小流量清洗），放盡堿液后，沖洗樹脂直至排出水接

近中性為止；

后用5%HCL溶液，其量亦與上述相同，浸泡4-8小時，放盡酸液，用清水漂流至中性待用。

２、陰樹脂的預處理

其預處理方法中的步與陽樹脂預處理方法中的步相同；而后用5%HCL浸泡4-8小時，然后放盡酸液，用水清洗至

中性；而后用2%-4% NaOH溶液浸泡4-8小時后，放盡堿液，用清水洗至中性待用。

污水脫色樹脂的反應與再生問題剖析
                 

　　一、交換能力

　　氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當遇到金屬離子或其它陽離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了。例如，當水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當大時，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進行交換，而形成鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂，如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強酸性陽離子樹脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強酸性陽離子交換樹脂)氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數(shù)有密切關系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價數(shù)增加而增加，即價數(shù)越高的陽離子被交換的傾向越大。此外，若價數(shù)相同，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果以自來水中經常出現(xiàn)陽離子列為參考對象。

離子交換樹脂

　　二、交換容量

　　離子交換樹脂進行離子的交換反應的性能，主要由交換容量表現(xiàn)出來。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當量數(shù)，以mol/g為單位。當離子為一價時(如K+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)，對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價數(shù)。交換容量又分為總交換容量、操作交換容量和再生容量等三種表示方法。總交換容量表示每克干樹脂所能進行離子交換反應的化學基總量，屬于理論性計量。操作交換容量表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力，屬于操作性計量，它與樹脂種類、總交換容量，以及具體操作條件(如接觸時間、溫度)等因素有關，可用于顯示操作效率。再生容量表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下，所取得的再生樹脂之交換容量，可用于顯示樹脂再生效率。

　　由于樹脂的結構不同(主要是活性基數(shù)目不同)，強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強酸性，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g，相形之下，強酸性僅約3.2~4.5mol/g而已，但在實際應用中，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強酸性，例如，pH值低于5時，弱酸性的操作交換容量為零，根本無交換作用。在pH值為6.5時，兩者的操作交換容量相似；但在堿性溶液中，弱酸性遠高于強酸性。在再生容量方面，弱酸性則通常高于強酸性，故弱酸性的使用壽命會更長一些。

離子交換樹脂

　　三、再生

　　離子相對濃度高低對樹脂的交換性質會產生很大的影響。當水溶液中氫離子的濃度相當大時，鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子，可與氫離子進行交換，重成為氫型陽離子交換樹脂。換言之，交換反應也可以反方向進行。由于離子交換過程是可逆的，因此當交換樹脂交換了一定量的離子后，可用相對濃度較高的氫離子再取代下來，使再重復被循環(huán)使用，這種作用稱為再生。其反應式如下：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當氫型樹脂中的氫離子，都被其它硬度離子交換后，這些樹脂就沒有軟化水質作用，此時之狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。再生操作主要目的就是將已經達到飽和狀態(tài)的樹脂，利用再生劑洗出所交換來的陽離子，讓樹脂重再回復到原有的交換容量，或所期望的容量程度，或原有的樹脂型態(tài)等。無論是強酸性或弱酸性陽離子交換樹脂，都可以使用稀硫酸或作為再生劑，但一般認為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會好一些。因為樹脂若吸附有機物的話，稀硫酸較更能解析出有機物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過實際應用時，可能因為硫酸的取得較為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多。

離子交換樹脂

　　四、影響再生特性的主要因素

　　氫型樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系，強酸性氫型樹脂的再生比較困難，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多，而且必須較長的接觸時間。相形之下，弱酸性氫型樹脂的再生則比較容易，需要的再生酸液的劑量僅比理論值高一些，也不需要長的接觸時間。一般認為，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時，每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間是：強酸性約30~60分；弱酸性約30~45分。此外，氫型樹脂的再生特性也與它們的「交聯(lián)度」有關。所謂交聯(lián)度乃是定量樹脂中所含的交聯(lián)劑(如苯乙烯)的質量百分率。通常交聯(lián)度低的樹脂，其特征是聚合密度較低，內部空隙較多，網孔大，對水的溶脹性好，但對離子選擇較弱，交換反應速度快，較易再生，因此每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間較短。反之，交聯(lián)度高的樹脂，則需要較長再生酸液與樹脂接觸的時間。無論強酸性或弱酸性氫型樹脂的「交聯(lián)度」均可以在制造時控制。由于氫型樹脂的網孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性碳一般，能產生分子吸附作用，也可能吸附各種有機物，因此容易受到有機物污染，而影響其操作效率，也使得其再生操作發(fā)生困難。如果樹脂在使用過程中，吸附了有機物，特別是大分子有機物，再生接觸時間必須更久，而且通常要提高溫度(70~80℃)才能除去大部分有機物，以免其效能降低太快，同時在高溫下操作，也可以加速再生反應時間，使浸泡接觸時間得以因而縮短。在這方面應用的再生劑，以硫酸較佳，理由是硫酸在加熱時相當安定，鹽酸則可能會產生有毒的氯化氫氣體。