离子交换树脂的电再生法
离子交换树脂的电再生法
清华大学热能工程系王方
1概述
目前，离子交换水处理已成为发电、电子、制药、化工等行业制备高纯水除盐水处理系统中的主导关键工艺。在离子交换水处理工艺中，通常采用阴、阳离子交换树脂，其交换反应为
(1)
(2)
(3)
式中，R——阳离子交换树脂母体骨架；
R’——阴离子交换树脂母体骨架。
离子交换树脂失效后，需要用酸和碱来再生，即发生式（1）、（2）的逆反应，为使逆反应尽可能的完全，还需要采用过量的酸和碱。因而再生时形成大量废酸碱，严重污染环境。
随着人们环境意识的提高，迫切需要一种对环境无污染的再生方法，譬如说，能不能利用式（3）的逆反应产生H+ 离子和OH－离子来再生，即利用水作为再生剂。如此，树脂再生时就不再污染环境了.
利用水作为再生剂再生离子交换树脂是一个富有吸引力的令人感兴趣的课题[1,2]。人们对此已作了不少研究，有的用高温水进行树脂的热再生，有的用靠电极反应由水产生H+ 离子与OH－离子来再生，还有人将阳极插入阳树脂和阴极插入阴树脂来再生，并作了中试试验。也有借助于离子交换膜对H+ 离子与OH－离子的选择透过性，而不让树脂与电极接触。这种方法再生耗电量大，电极腐蚀严重，树脂再生不均匀，未得到推广使用。
作者在研究电去离子净水技术时发明了一种将水电离来再生失效离子交换树脂的新方法[3,4]，这种再生方法利用水作为再生剂，只消耗电能，称为离子交换树脂的电再生法。 2 水的电离
纯水是一种弱电解质，能微弱的电离，即发生式（3）的逆反应
(3’)
水在22℃时的电离常数
(4)
水的电离度很小，将其浓度[H2O]看作固定常数
[H2O]== 55.56
由式（4）得
[H+][OH－]=K[H2O]=1.8×10－16×55.56=10－14(5) 因此，在室温条件下水的离子积常数K w=[H+][OH－]=10－14水的电离是一种吸热反应（吸热57.3 kJ/mol），温度升高会使离子积常数迅速增长，当水温増到100℃时，其离子积常数增长为室温（22℃）时的74倍。
由上述讨论可知，水的电离很弱，加强其电离，需要很小一点能量。稍提高温度，就能大大加强。所以，失效离子交换树脂放在中性的水中，可以得到部分再生，但再生程度很低，只有特殊的热再生树脂才能再生至实用的程度。失效树脂放在中性热水中不能得到良好再生的结症是水中H+ 离子与OH－离子的浓度相等，且电离过程是一个可逆动平衡，H+ 离子与OH－离子，不断产生，不断复合，两者同时同地存在，无法分离。总体上水仍然呈中性。
有没有什么办法，能实现水电离产生的H+离子与OH－离子的分离呢？下面从电渗析器的极化[5]着手讨论这一问题。
电渗析器运行中，由于阳膜只选择通过水中阳离子，使其在膜中迁移速度比水中快得多，结果在淡水室阳膜表面滞流层中出现“离子亏空”，即滞流层中阳离子浓度c′低于主体水溶液中的阳离子浓度c（见图1）。同样，对阴膜也有此现象。这种“离子亏空”要靠主体水溶液中的离子向滞流层扩散来补充。处于稳定状态时，离子的迁移和扩散达到平衡。若逐渐增大通过膜的电流密度，则离子迁移量逐渐增大，必然会造成膜表面离子浓度c′逐渐减小。当电流密度达到某一数值，就会有c′→0。如果再稍微提高电流密度值，则由于离子扩散供应不及，在膜界面处引起水的电离，就靠电离生成的H+ 离子与OH－离子分别透过阳膜和阴膜来传递电流。这种膜界面现象称为极化现象，淡水室中膜表面滞流层中的离子浓度接近于零时的电流密度称为极限电流密度。一般电渗析器都避免发生极化现象，发生极化会增加电能消耗，引起膜表面结垢。因而根据处理水质，控制电渗析器在操作电流密度为70~90 %极限电流密度下运行。
因此，如果电渗析器在接近其极限电流密度下运行，而且在淡水室中的水是初级除盐水，即水中可充当传递电流的离子不多，那么，在电渗析器投运后不久，淡水室中剩余能传递电流的离子极少。此时，为能继续导电，就必须有水电离出H+ 离子与OH－离子，由它们充当传递电流的离子，完成导电任务。应该注意到，此时水电离产生的H+ 离子与OH－离子，受直流电场的作用，彼此迁移的方向相反，从而实现了H+ 离子与OH－离子的分离。可见，电渗析器的极化是实现水电离并使其电离产物H+ 离子与OH－离子分离的先决条件。
离子交换树脂是一种反应性高分子电解质，具有立体网状交联结构，一部分是支撑整
个化合物的高分子母体骨架，另一部分是可离解的活性基团。活性基团与高分子骨架结合不能自由移动，而其离解出来带电离子，却能在树脂四周薄层内自由移动，形成了母体骨架上活性基团与已离解的离子相互共同构成的双电层结构，这些离子在母体骨架附近自由移动，可与外来的同电性离子相互交换。因此，一旦由水电离生成的H+ 离子或OH－离子进入带相反电荷离子交换树脂母体骨架活性基团作用的电势范围，就会与其它带相同电荷的离子交换，将它们置换出来。也就是发生了再生交换反应。在H+ 离子与OH－离子迁移的路径上，让它们碰到失效的离子交换树脂，则它们就与失效离子交换树脂上被吸附离子发生交换，使失效的阴阳离子交换树脂分别得到再生。
3 电再生机理
根据电渗析器中发生水电离并使电离出来的H+ 离子与OH－离子在迁移路程中再生失效离子交换树脂这一构思，设计了实施电再生的具体方案。用初级除盐水将失效的离子交换树脂水力输入已改装好的普通电渗析器淡水室（已从0.7 mm增宽至4 mm）中，并在浓水室中通以初级除盐水。带有失效树脂的树脂流，流入淡水室后，一边向上流动，一边与水电离产生的H+ 离子与OH－离子进行离子交换。在直流电场的作用下，交换出来的盐分阴阳离子，分别通过阴阳膜迁移到浓水室去。所以，向上流动的失效树脂流，边向上流动，边发生再生反应的离子交换，直至最后流出电再生器时，树脂已得到充分再生。
我们通过分析这种电再生器工作原理（图2）来了解失效离子交换树脂的电再生机理。先看下段。如上所述，初级除盐水中所含的盐分离子不多，它们在极限工作电流下不能完全承担导电任务，不得不有少量水电离产生H+ 离子和OH－离子来承担剩余的导电任务。这些盐分的阴阳离子和H+ 离子与OH－离子，在直流电场的作用下，分别向两侧移动，分别穿过同电性的阴阳离子交换膜而被除去。此时，初级除盐水将失效阳离子交换树脂带入电再生器，这些树脂基本上已被Ca2+、Mg2+ 和Na+ 离子所饱和。只有其它阳离子进入，才会发生再生反应。如有初级除盐水中极少量残余的Ca2+、Mg2+ 和Na+ 离子进入失效离子交换树脂的外电层中，则不会发生实质性的离子交换反应。但是水中还有水电离产生的H＋在游动，一旦它们进入失效树脂的外电层中，就可能与Ca2+、Mg2+ 和Na+ 离子发生式（1）的逆反应，使失效阳树脂得到再生，转变为H型。如果再生置换下来的Ca2+、Mg2+ 和Na+离子不能及时地迁移走，则它们又可能进入原来离子交换树脂母体骨架活性基团的电势范围内，重新复合，又把H＋离子置换出来。尤其是在H＋离子浓度很低，因而进入离子交换树脂母体骨架活性基团的电势范围内的离子很少时，极容易发生这种复合。实际上，被置换下来的Ca2+、Mg2+ 和Na+ 离子只需移动很短的距离，就到了阳膜边界，它们受阳膜上活性基团的吸引，加速地通过阳膜进入浓水室内除盐水中而被除去，因此，使该再生交换反应得以顺利进行。同时，由于该反应的顺利进行又促使弱电解质的水能不断地电离，即使反应（3’）也能顺利进行。这样，水不断电离，失效树脂不断再生，从而如此延续下去，失效的阳离子交换树脂在下
段就得到了初步再生。相类似地，被HCO
3－、Cl－和SO
4
2－饱和了的失效阴离子交换树脂进入
电再生器的下段，树脂中吸附的这些盐分阴离子也被水电离产生的OH－离子所部分替代，从而使阴离子交换树脂得到了初步再生。
在电再生器的中段，已得到了初步再生的树脂，一边向上流动，一边被再生。到达中央时，失效离子交换树脂应有一半以上被再生，也就是其再生度应达到50 ％以上。
在电再生器的上段，已基本再生的树脂进一步彻底再生，失效的阳离子交换树脂完全转换为H型，而失效阴离子交换树脂完全转换为OH型，最终，失效离子交换树脂得到了彻底再生。
由上述电再生情况可知，离子交换树脂电再生是一种采用体外电再生的再生技术。再生离子交换树脂时，将层状树脂流态化，变成一股带水的薄层树脂流，让它流过电渗析器的淡水室，一边流态化向上流动，一边发生再生反应。由于电渗析器处在极化状态下工作，水不断电离出H+ 离子与OH－离子，在电场作用下，彼此成相反方向迁移，在迁移的路径上，它们一碰到失效树脂就进行再生反应。由于树脂流的厚度仅4 mm，且树脂流内又充满树脂，所以，H+ 离子与OH－离子从电离产生至再生消耗掉所经过的迁移的路径极短。同时，再生产物离子及时迅速地穿过膜而除去，又促进再生反应迅速连续下去。因此，这种流态化电再生技术，再生迅速，有效，耗能又少。
4验证和装置
对这种电再生技术可行性最好最直观的验证是由电去离子（EDI）净水技术提供的。这种最近才发展起来的新技术将电渗析与离子交换技术有机的结合起来，该技术利用水电离出H+ 离子与OH－离子，实现其填充离子交换树脂的电再生。这种EDI装置就利用这种自再生不断再生少量离子交换树脂，使其不用酸碱再生而能长期运行。目前世界上正在使用的EDI装置有2000多套，它们每天能正常而可靠地运行，不就是这种电再生可行性的最好的例证吗？
有人受本电再生法这一发明的启发，设计了简单的实验装置，测定了实现离子交换树脂电再生的有关技术数据，用实验证实用本电再生法可使树脂充分再生，树脂再生度达100%（在工业应用时会有所下降）。确定该实验装置的再生电压为30 V，再生时间为40 min，淡水室流速为0.5~1.0 cm/s[6]。
影响失效离子交换树脂电再生过程进行的因素，应该有树脂对离子的选择性能，膜的选择性穿透性能，树脂流中树脂分配的均匀度，淡水室的宽度和长度等。这些因素取决于树脂和再生设备，一旦选定后它们变化不大。另外还有工作电压（或电流）、工作流速和再生时间等，这些可根据再生情况在一定范围内加以调整。各种影响因素对再生效果的影响的大小，都会在所达到的失效树脂的再生度上体现出来。
工业使用的失效离子交换树脂体外电再生器的结构如图3所示。该电再生器是根据实现树脂电再生的要求和使用方便来设计的，通常设计成移动式，电再生器底板下有滚轮，以移动方便。使用时，将它移到已失效的交换器旁，接通管路就可以工作。当交换器失效需再生时，将它串入体外再生回路中。水力喷射器将从失效交换器树脂层底部吸出失效树脂，水力输送至体外电再生器入口，靠锥形罩将树脂均匀分布至各淡水室中，一边向上流动，一边再生，至出口端用锥形罩收集，再流入原失效交换器顶部（再生后树脂的密度较小，不会与失效树脂混层），或流入另外的容器中。直至失效交换器的树脂全部抽出通过
体外电再生器再生。这种电再生器中所用的体外再生和流态化输送都是成熟技术，只要将几种技术结合得当，就可以制造出操作方便的实用装置。
5讨论
本电再生法不仅适用于混床，而且也适用于复床。用于混床再生时，混合树脂不需重新分开，可混合进入体外电再生器。此时，水电离产生的H+ 离子与OH－离子都得到利用，因而浓水室排水呈中性。在复床再生时，若再生阳床失效树脂，则利用了H+ 离子，未利用OH －离子，因而浓水室排水呈微碱性；若再生阴床失效树脂，则利用了OH－离子，未利用H+离子，因而浓水室排水呈微酸性。在复床再生时必须注意，由于复床在水处理系统流程中靠前，若除去水中悬浮物和有机物的预处理工作不好，会在树脂表面上结有沉淀物，或有机物。在进行这种失效树脂再生时，必须先进行擦洗。只有将树脂擦洗干净后才能进行电再生，否则，会严重污染或堵塞膜，影响再生效果。
本电再生法不但根本上消除了采用酸碱再生树脂造成的环境污染问题，而且其经济性极好。由于这种电再生法是靠水的电离来实现，其耗电就比一般电解耗电低得多。另外再生时树脂流呈流态化流动，阻力小，耗电也少。据初步估算，采用这种电再生所花费的电费，仅为传统酸碱化学药剂再生法药剂费用的10 %左右。因此，对于一个300 MW的火力发电厂，从酸碱再生法改为电再生法，每年可节省几百万元运行费用。推广这种方法的经济效益可观。
本电再生法可用于原有工艺和设备的改造。虽然要对传统工艺进行重大改革，但是此时只需淘汰酸碱再生用有关设备，购置电再生设备，而不必彻底更换原设备。所以，所化费用不多。近年来，由于反渗透处理费用大幅下降，有人提出，为克服酸碱再生造成的环境污染，推倒原有离子交换除盐处理系统，改用反渗透处理系统。如此费用就相当高。如采用本电再生法，就不作这种改造，也能达到消除环境污染的目的。因此，本电再生法推后了原有离子交换除盐系统的退役期限。
6、结论
利用水作为再生剂再生离子交换树脂，是几代科学家和工程技术人员梦寐以求、经过长期探索而攻而不克的难题，现在找到了一条工业上实施离子交换树脂电再生技术的途径。只要源源不断地将带水的失效离子交换树脂流，送入电渗析器淡水室中，就有得到充分再生的树脂，从其中徐徐流出，实现了离子交换树脂的电再生。本方法所消耗的是电能，再生过程得以进行的推动力是电力。这种电再生法，不用酸碱化学药剂，对环境无污染，使用方便，费用低廉。1999年8月，这项专利技术送到第三届爱因斯坦世界发明博览会上展览，经评审荣获“国际金奖”。现在，只要制造出适用的电再生装置，这一项国际独创技术就可以独占国内市场，乃至于国际大市场，市场前景十分广阔。这项社会迫切需求、经济和环保效益极好的树脂电再生技术值得优先开发。
离子交换树脂的电再生是一项涉及环境保护的技术，一旦这一技术得到推广应用后，离子交换水处理技术也就变成一项对环境无害的“绿色”水处理工艺了。
参考文献
[1] 邵刚编著．膜法水处理技术（第2版）[M]．北京：冶金工业出版社，2000：94.
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[6] 李福勤，李清雪，王冬云．混床离子交换树脂电再生的实验研究[J]．河北建筑科技学院学报．1999，16(4)：14～16.
The Electric Regeneration Method of Ion Exchange Resin
Wang Fang
Thermal Engineering Department, Tsinghua University, Beijing, 100084 China
ABSTRACT
The author invented an electric regeneration method of ion exchange resin. The electric regeneration method uses water as a regenerant. In a DC electric field, the water dissociates into H+ and OH－ions, which regenerates exhausted ion exchange resin. The method only consumes electric power, does not use the chemical of acid of alkali, does not pollute the environment, so it is low cost and convenient for use. The method is a significant innovation for traditional regeneration technique of ion exchange resin. In this paper, the principle and equipments of the method are introduced, and some questions related its spread and application are also discussed.
KEY WORDS
electric regeneration method of ion exchange resin; ion exchange atertreatment;
ion exchange; method
树脂在使用前的活化方法概述
树脂使用前的活化（转） 对于初次使用需要激活或者说完全再生的树脂而言，整理网友的资料如下： （1）新的离子交换树脂常含有反应溶剂、未参加反应的物质和少量低分子量的聚合物、铁、铅、铜等杂质。当树脂与水、酸、碱或其它溶液相接触时，上述可溶性杂质就会转入溶液中，在使用初期污染出水水质。因此，新树脂在投运前要进行预处理，转换为指定的离子型式。 （2 ）阳离子交换树脂（含碱性基团的强酸阳树脂）的预处理步骤：首先用清水对树脂进行 冲洗（最好为反洗）洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。然后用?4~5%勺HCI和NaOH在交换 柱中依次交替浸泡2~4小时，在酸碱之间用大量清水淋洗（最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗）至出水接近中性，如此重复2~3次，每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处 （3 ）阴离子交换树脂（含酸性基团的强碱阴树脂）的预处理步骤：同上，只是酸碱的使用交换位置。 （4）应用于医药、食品行业的树脂，预处理最好先用乙醇浸泡，而后再用酸碱进行交替处理，大量清水淋洗至中性待用。 （5 ）各种树脂因品种、用途不一，预处理的方法也有区别，预处理时的酸碱浓度及接触时 间等，可具体参考各型号树脂的介绍。 （6 ）预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱，决定于使用时所要求的离子型式。 （7）为了保证所要求的离子型式的彻底转换，所用的酸、碱应是过量的。 有网友提出如何检测树脂失效的问题。整理答案：新树脂必须先送到有关部门检测合 格后再使用。树脂必须符合阴阳树脂的验收标准，主要检测指标：全交换容量、含水率、耐磨率、有效粒径、湿真密度、湿视密度、不均匀系数等。 根据厂家提供的再生装置及离子交换树脂再生的需要可以得知，这次，我们采用的树 脂应该是强酸性阳离子（Na+）交换树脂。因为它的再生装置只有一个盐箱，用的是NaCI （当 然不是吃的那种），听说是工业专用的粗盐。弱酸性的阳离子交换树脂也用NaCI再生，但它 需要在碱性条件下才能有较高的交换能力，而这套设备不提供碱性条件。（关于离子交换树 脂种类、型号的详细情况可以在一些厂家的网站上找到，偶去的是这里，， &ArticlePage=&lnfold=7&Menuld=38613&Mainld=67491 。在中国水网论坛、中国化学化工论
离子交换树脂的种类和性能
离子交换树脂的种类和性能 离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆，多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯，而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。 离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。 在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。 离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。 离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。 离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。 离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl
萃取的操作方法
萃取的操作方法 萃取操作方法在分析中使用较广泛的萃取方法为间歇法(亦称单效萃取法)。这种方法是取一定体积的被萃取溶液，加入适当的萃取剂，调节至应控制的酸度。然后移入分液漏斗中，加入一定体积的溶剂，充分振荡至达到平衡为止。静置待两相分层后，轻轻转动分液漏斗的活塞、使水溶液层或有机溶剂层流人另一容器中，使两相彼此分离。假如被萃取物质的分配比足够大时，则一次萃取即可达到定量分离的要求。假如被萃取物质的分配比不够大，经第一次分离之后，再加入新鲜溶剂，重复操作，进行二次或三次萃取。但萃取次数太多、不仅操作费时，而且轻易带人杂质或损失萃取的组分。 §11-4离子交换分离法 利用离子交换剂和溶液中的离子发生交换作用而使离子分离的方法，称为离子交换分离法。20世纪初期，工业上就开始用天然的无机离子交换剂泡沸石来软化硬水。但这类无机离子交换剂的交换能力低，化学稳定性和机械强度差，使用受到很大限制。 近年来合成了有机离子交换剂——离子交换树脂，基本上克服了无机离子交换剂的缺点因此离子交换分离法在生产和科研各方面得到了广泛的使用。 一、离子交换树脂的结构和性质 （一）结构 离子交换树脂是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。网状结构的骨架部分一段很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。 1.阳离子交换树脂 阳离子交换树脂具有酸性基团，如使用最广泛的强酸性磺酸型聚苯乙烯树脂，它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物。 这种树脂的化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此使用非常广泛。 各种阳离子交换树脂含有不同的活性基因、常见的有磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)和酚基(-OH)等。根据活性基团离解出H 能力的大小不同，阳离子交换树脂分为强酸性和弱酸性两种。例如含-SO3的为强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO3H表示(R表示树脂的骨架)，合-COOH和-OH的弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。 强酸性阳离子交换树脂使用较广泛，弱酸性阳离子交换树脂的H 不易电离，所以在酸性溶液中不能使用，但它的选择性较高而且易于洗脱。 2.阴离子交换树脂
717阴离子交换树脂的正确使用方法及注意事项
717阴离子交换树脂的正确使用方法及其他注意事项 一、三大工作步骤 1、吸附俗称吃水。含钒母液通过离子交换树脂进行交换，钒酸根离子被树脂吸附，水从底部排出，一般而言，进柱母液水含钒克/升浓度不宜过高,氯化钠含量绝对不能超标,进柱前母液水应测定克/升浓度。定时检查排放尾水，以防尾水跑钒。当树脂达到一定量后（一吨树脂吸附容量约为60~80公斤），停止吸附。 2、反冲也叫反洗。是指在停止吸附后，用清水从交换柱（俗名树脂桶）底部进入进行冲洗。解脱前后均须反冲，解脱前把交换柱的泥浆、悬浮物冲洗干净，保证解脱产品的无杂纯度；解脱后把交换柱中的盐冲洗至和清水一致。 3、解脱俗称洗脱、脱钒。把树脂彻底清洗干净后，应及时把饱和树脂中的钒洗脱出来，使其再生。才能进行下轮的正常吸附，同时也能起到活化树脂和提高树脂工作效益的效果。 二、正确使用方法 1、吸附 1-1、含钒母液进入交换柱最好经过滤，除去杂质和机械物。母液水克/升浓度不宜过高,氯化钠含量绝对不能超标，否则会引起树脂的吸附不正常。 1-2、母液水不能集成一束进入交换柱中，这样会使树脂往两旁分散，缩短吸附行程，影响交换效果。 1-3、溶液禁止由交换柱口溢出。吸附过程中，应控制好交换柱上方的进水阀门和交换柱底部的出水阀门。 1-4、在吸附过程中不能进行吊空吸附（即液水低于树脂面，现出树脂,）这样会进入空气，也会影响交换效果。 1-5、在吸附一段时间或吸附达到一定量后，排放尾水克/升浓度会逐渐由低转告,属正常现象。一般而言，解脱后吸附6-8小时不会出现此现象（特殊情况除外），要定时检查尾水，掌握母液水中钒的吸附和排放的金属平衡。 2、反冲 2-1解脱前反冲主要是洗尽交换柱中的泥浆和悬浮物，保证产品的纯度。应用清澈透明的自来水或地下水。 2-2、反冲水量应控制在一定量的流速，不可时大时小；也忌水开的大时无人看管（反冲
离子交换树脂综合知识
离子交换树脂综合知识 【电厂化学】2007-07-31 09:07:41 阅读1184 评论0 字号：大中小订阅 1 树脂的储存和运输 1、离子交换树脂在长期储存中，或需在停用设备内长期存放，强型树脂（强酸性和强碱性树脂）应转为盐型，弱型树脂（弱酸性和弱碱性树脂）可转为相应的氢型或游离胺型，也可转变为盐型，以保持树脂性能的稳定。然后浸泡在洁净的水中。停用设备若须将水排去，则应密封，以防树脂中水份散失。 2、离子交换树脂内含有一定的平衡水份，在储存和运输中应保持湿润，防止脱水。树脂应储存在室内或加遮盖，环境温度以5°C-40°C为宜。袋装树脂应避免直接日晒，远离锅炉、取暖器等加热装置，避免脱水。 若发现树脂已有脱水现象，切勿将树脂直接放于水中，以免干树脂遇水急剧溶胀而破碎。应根据其脱水程度，用10%左右的食盐水慢慢加入到树脂中，浸泡数小时后用洁净水逐步稀释。 3、当环境温度在0°C或以下时，为防止树脂因内部水份结冰而崩裂，应做好保温措施，或根据气温条件，将树脂存于相应浓度的食盐水中，防止冰冻。若发现树脂已被冻，则应让其缓慢自然解冻，切不可用机械力施于树脂。 食盐溶液浓度与冰点的关系如下表： 4、长期停用而放置在交换器内的树脂，为防止微生物（如藻类、细菌等）对树脂的不可逆污染，树脂在停用前须彻底反洗，以除去运行时积聚的悬浮物质，并注意定期冲洗和换水。或彻底反洗后采用以下措施： 阴树脂：用3倍树脂体积的10%NaCl+2%NaOH混合液分两次通过树脂层，每次静止浸泡数小时，然后将其排去。如有必要，在重新启动前用2倍树脂体积的0.2%过氧化氢（H2O2）溶液淋洗树脂层。 阳树脂：在阳离子交换器及管系内可充入0.5%的甲醛溶液，并在停用期间保持此浓度。也可用食盐水浸泡。在设备重新启动前用0.2%过氧化氢或0.5%甲醛溶液淋洗。 2 树脂的预处理 在离子交换树脂的工业产品中，常含有少量的有机低聚物及一些无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放，影响出水水质或产品质量。因此，新树脂在使用前必须进行预处理，具体方法如下： 1、树脂装入交换器后，用洁净水反洗树脂层，展开率为50-70%，直至出水清晰、无气味、无细碎树脂为止。 2、用约2倍树脂体积的4-5%HCl溶液，以2m/h的流速通过树脂层。全部通入后，浸泡4-8小时，
离子交换树脂的概述
主要用于酒类去除，高级脂肪酸脂类等。 产品详细描述 离子交换树脂在现代制糖工业中起着很重要的作用。世界上许多糖厂制造精糖和高级食用糖浆，多数使用离子交换树脂将糖液脱色提纯，而过去传统用骨炭的精炼糖厂亦有逐渐转向使用离子交换树脂的趋势。 离子交换技术有相当长的历史，某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是，随着现代有机合成工业技术的迅速发展，研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，并开发了多种新的应用方法，离子交换技术迅速发展，在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种，年产量数十万吨。 在工业应用中，离子交换树脂的优点主要是处理能力大，脱色范围广，脱色容量高，能除去各种不同的离子，可以反复再生使用，工作寿命长，运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术，如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等，各具独特的功能，可以进行各种特殊的工作，是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。 离子交换树脂的应用，是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题，是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。 离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。 离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。 离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl－)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。 树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类(或再分出中强酸和中强碱性类)。离子交换树脂根据其基体的种类分为乙烯系树脂和丙烯酸系树脂，及根据树脂的物理结构分为凝胶型和大孔型。 离子交换树脂的品种很多，因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性，适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。 1、离子交换树脂的基本类型 (１) 强酸性阳离子树脂 这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
离子交换树脂的再生
离子交换树脂的再生 一、常规的再生处理 离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中，为降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平，通常控制性能恢复程度为70～80% 。如果要达到更高的再生水平，则再生剂量要大量增加，再生剂的利用率则下降。 树脂的再生应当根据树脂的种类、特性，以及运行的经济性，选择适当的再生药剂和工作条件。 树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难，需用再生剂量比理论值高相当多;而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生，所用再生剂量只需稍多于理论值。此外，大孔型和交联度低的树脂较易再生，而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。 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。例如：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。 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 + %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。 树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。按化学反应平衡原理，提高化学反应某一方物质的浓度，可促进反应向另一方进行，故提高再生液浓度可加速再生反应，并达到较高的再生水平。 为加速再生化学反应，通常先将再生液加热至70～80℃。它通过树脂的流速一般为1～ 2 BV/h 。也可采用先快后慢的方法，以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时( 水量约4BV) ，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液无色、无混浊为止。 一些树脂在再生和反洗之后，要调校pH 值。因为再生液常含有碱，树脂再生后即使经水洗，也常带碱性。而一些脱色树脂(特别是弱碱性树脂) 宜在微
离子交换树脂的原理及应用总结归纳(重点阅读)
精心整理如何筛分混合的阴阳离子交换树脂？ 离子交换树脂的工作原理及优缺点分析 将离子性官能基结合在树脂（有机高分子）上的材料，称之为“离子交换树脂”。树脂表面带有磺酸(sulfonic acid) 者，称为阳离子交换树脂，而带有四级氨离子的，则为阴离子交换树脂。由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子，所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中。(见下图) 离子交换树脂上的官能基虽可去除原水(Feed water) (Fouling)。方。 原理 软水，这是软化水设备的工作过程。 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，这个过程叫作“再生”。
由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。 反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般 需要5-15分钟左右。 吸盐(再生) (只要进水有一定的压力即可) 慢冲洗(置换) 应用 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。
各种型号离子交换树脂
几种常用的离子交换树脂型号 一、001x7Na（732）阳离子交换树脂 本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有磺酸基(-SO 3 H)的离子交换树脂，它具有交换容量高、交换速度快、机械强度好等特点。 本产品相当于美国Amberlite IR-120;Dowex-50，德国：Lewatit-100.日本：精品文档，超值下载 Diaion SK-1，法国AllassionCS;Duolite C-20，前苏联ky-3;SDB-3，相当于我国老牌号：732；强酸1号、2号、3号、4号；010。 用途：本产品主要用于硬水软化、脱盐水、纯水和高纯水的制备，也用于催化剂和脱水剂，以及湿法冶金、分离提纯稀有元素、食品、制药、制糖工业等。 二、201x7（717）强碱性阴离子交换树脂 本产品是在苯乙烯一二乙烯苯共聚基体上带有季铵基［N(CH 3) 3 OH］的阴离子 交换树脂，该树脂具有机械强度好，耐热性能高等特点。 本产品相当于美国Amberlite IRA-400，德国:Lewatit M500，日本：Diaion SA-10A，法国Allassion AG217，前苏联AB-17，相当于我国老牌号：717、702、强碱2号、4号、2041号。 用途：本产品主要用于纯水、高纯水的制备，废水处理，生化制品的提取，放射性元素提炼，抗菌素分离等。 三、D201大孔强碱阴离子交换树脂 本产品的性能与201×7强碱性阴离子交换树脂相似，但有更好的物理及化学稳定性（耐渗透压力，耐磨损等）及抗污染性能，由于具有大孔结构，因此可用于吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用。 本产品相当于美国Amberlite IRA-900,德国：Lewatit MP-500日本：Diaion PA 308。相当于我国老牌号：D231;DK251;731;290。 用途:本产品主要用于高纯水的制备（尤其适用于高速混床）及用于凝结水净化装置（H-OH或NH 4 -OH混床系统），也用于废水处理，回收重金属，生化药物分离和糖类提纯。 四、D301大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂 本产品是大孔结构的苯乙烯一二乙烯苯共聚体上带有叔胺基［-N(CH3)2］的离子交换树脂，其碱性较弱，能在酸性、近中性介质中有效地交换无机酸及硅酸根，并能吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用，该树脂具有再生效率高、碱水耗低、交换容量大、抗有机物污染及抗氧化能力强、机械强度好等优点。 本产品相当于美国Amberlite IRA-93，德国Lewatit MP-60，日本Diaion WA-30，法国Duolite A305，前苏联AH-89×77Ⅱ，英国Zerolite MPH，相当于我国老牌号：D354、D351、710、D370。 用途：本产品主要用于纯水及高纯水的制备，用于阴复床、阴双层床系统，对含盐量较高的水源尤为合适，并能保护强碱阴树脂不受有机物污染，以及糖液脱色含铬废水的处理及回收等等。
离子交换树脂的保养要点
离子交换树脂的保养要点 离子交换树脂被广泛应用于电力、石化行业，随着工业飞速地发展，水污染已日趋严重，离子交换树脂原水的进水水质有机物COD、胶体等有显著的增加，因此，近年来，不断有使用离子交换树脂的企业，发现树脂的制水量下降、再生失败率增加，酸碱费用也急剧增加，甚至影响到了生产。 这是因为离子交换树脂在长期使用中易受悬浮物质，胶体物质，有机物，细菌，藻类和铁，锰等的污染，使离子交换能力降低甚至失去。 鉴于这种情况须根据情况对树脂进行不定期的活化处理，活化方法可根据污染情况和条件而定。一般阳树脂在软化中易受Fe3+的污染，可用盐酸浸泡后逐渐稀释。阴树脂易受有机物污染，可用10%NaCl+2~5%NaOH混合溶液浸泡或淋洗。必要时可用1%双氧水溶液浸泡数分钟。其他，也可采用酸，碱交替处理法，漂白处理法，酒精处理法及各种灭菌法等等。 针对不同的污染情况具体保养方法： 1.混凝剂过量引起的污染：当树脂发生此种污染时，如果污染程度不是很严重可以采用如加大反洗流速、延长反洗时间或通人压缩空气等手段予以复苏。如果污染程度较严重时，可以采用加入表面活性剂和分散剂的方法。其中表面活性剂可以增加树脂表面的亲水蛀；而分散剂则可以保证从树脂上脱离下来的颗粒可以被分散到水溶液中去。以达到复苏树脂的目的。
2.铁离子的污染：铁离子对树脂的污染有三种不同的情况。 ①如果铁离子以胶态悬浮体出现的话，它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。 ②铁以二价铁离子的形式交换到树脂上，随后拿被氧化成三价铁离子，从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物[4]。 ③可能交换到树脂上的二价铁离子在树脂的交换基团上直接转化为三价铁离子，但在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。 如果发生了第一种情况，可以采用反洗的方法将树脂层中累积的胶态悬浮体除去。如果在整个树脂层中发生了铁离子的累积，那么可以采用含有亚硫酸钠或亚硫酸氢钠的离子表面活性剂和分散剂来处理树脂，这样就可以将三价铁离子还原成更易溶解的二价铁离子，而后者对树脂的亲合力要小于前者。 树脂的维护保养，宏昌工贸建议根据水质情况，一般一年做一次。维护保养，时间短，只需8小时，费用低，是复苏费用的五分之一，还不到购买树脂费用的利息。
离子交换树脂分类
离子交换树脂分类 一、离子交换树脂的组成 离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构高分子化合物，其结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架，连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子。 H)（强酸性阳离子交换树脂） 阳离子交换树脂：骨架上结合有磺酸基(-SO 3 或羧酸基(-COOH)(弱酸性阳离子交换树脂）。 阴离子交换树脂：骨架上结合有季铵基(强碱性阴离子交换树脂)，伯胺基、仲胺基、叔胺基（弱碱性阴离子交换树脂）。 二、离子交换树脂的分类 按骨架结构不同：凝胶型(干态无孔，吸水后产生微孔)和大孔型(树脂内部无论干、湿或收缩、溶胀都存在着比凝胶型树脂更大、更多的孔)。 根据所带的功能基团的特性：阳离子交换树脂（带酸性功能基，能与阳离子进行交换）、阴离子交换树脂（带碱性功能基，能与阴离子进行交换）和其它树脂。 三、离子交换树脂的命名方法 根据离子交换树脂的功能基的性质，将其分为强酸(0)、弱酸(1)、强碱(2)、弱碱(3)、螯合(4)、两性(5)和氧化还原(6)七类(各类后面的数字为其分类代号)。 离子交换树脂的骨架分为苯乙烯系(0)、丙烯酸系(1)、酚醛系(2)、环氧系(3)、乙烯吡啶系(4)、脲醛系(5)、氯乙烯系(6)七类(各类后面的数字为骨架分类代号)。
命名方法： D ¤△▼×■ D 大孔树脂在名称前加D ¤分类代号（阴、阳、酸、碱、强、弱）△骨架分类代号 ▼顺序号 ×■凝胶型树脂后加*并注明交联度 举例： 001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 D001 大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂 D113 大孔弱酸性丙烯酸系阴离子交换树脂
离子交换树脂的氧化和降解
离子交换树脂的氧化和降解 强碱阴树脂遭受氧化后，主要表现为季胺基团的逐渐降解，而不会发生骨架的断链。强碱阴树脂的降解主要是季胺基团按顺序分解为叔、仲、伯胺，甚至非碱性物质。在化学除盐工艺中，其主要表现为中性盐分解容量，特别是硅交换容量的降低。 离子交换树脂的氧化和降解 树脂的氧化和降解 树脂的化学稳定性可以用其耐受氧化剂作用的能力表示。阳树脂被氧化后主要发生骨架的断链，而阴树脂则主要表现为季胺基团的降解。 1、阳树脂的氧化： 阳树脂被氧化后主要表现为骨架断链，生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基团 其反应为：—CH—CH2——CH—CH2—︱︱◇ +(O) → ◇ + R SO3H \ \ SO3H SO3H O ‖ —CH—CH2——C—CH2—︱︱◇ +(O) → ◇ \ \ SO3H SO3H 备注：因发表框内不具备插图功能，借用“◇”代表苯环，还望各位见谅。
阳树脂遇到的氧化剂主要是游离氯与水反应生成的氧 其反应如下：Cl2 + H2O → HOCl +HCl HOCl → HCl + (O)过去原水中的游离氯主要来自生活用水的消毒。近年来，由于天然水中有机物含量和细菌的增多，在混凝、澄清之前也需加氯，以达到灭菌和降低COD的作用，因此，必须注意游离氯对阳树脂的损害。再生过程中，如果使用质量差的工业盐酸或副产品盐酸，其中含有氧化剂也会对阳树脂造成损害。一般要求进入化学除盐设备的原水中，游离氯的含量应小于0.1mg/L。 防止阳树脂被氧化的方法： (1)活性炭过滤。防止阳树脂被氧化的常用方法是通过活性炭过滤。活性炭脱除游离氯的原理，不单纯是吸附作用，而是一种表面上的化学反应。当活性炭表面吸附的氯达到一定浓度时，就会发生下列反应： Cl2 + H2O → HOCl + HCl C* + HOCl → CO* + HCl 式中：C*——活性炭; CO*——活性炭表面上生成的氧化物。 如果有充分的氯参加反应，CO*可以变为CO或CO2逸出，留下的活性炭可以继续吸附游离氯。为此，为了脱除游离氯，可以
阳离子交换树脂的处理再生操作规程精编WORD版
阳离子交换树脂的处理 再生操作规程精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
阳离子交换树脂的处理再生操作规程 1、适用范围：1号、2号、3号、树脂罐。 2、职责：树脂处理再生人员严格按照本标准处理。 3、工作原理: 离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基因，一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子，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，功能基因与镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度降低，硬水变成软水，这是软化水设备的工作过程。 当树脂上的大量功能基因与钙镁离子结合后，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，功能集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。 4、工作流程： 4.1、小反洗：再生前应对中间排液管上面进行小反洗，洗去进水时积聚在中间排液装置上的污物，小反洗是先关闭进水阀及出水阀，再打开小反洗进水阀及反洗排水阀直至冲洗干净，小反洗结束后关闭小反洗进水阀及反洗排水阀。 4.2、大反洗：打开大反洗进水阀，使水从树脂底部流入，顶部流出，这样可以把顶部拦截的污物冲走，排除破碎的树脂和树脂中的气泡，这个过程一般需要5-15分钟。 4.3、吸盐（再生）：即将盐水注入树脂罐的过程，用盐泵将浓度为3％-8％的盐水从罐的底部进入，缓缓流过树脂层，从顶部阀门排出，进盐大约1小时左右，可适当延长浸泡时间。
4.4、慢冲洗（置换）：用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程仍有大量的功能集团上的钙离子、镁离子被钠离子置换，这个过程是再生的主要过程，这个过程一般与吸盐的过程一样，一般大约1小时左右。 4．5、快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，用于实际工作相当的流速对树脂进行冲洗，直到冲出符合规定的软化水。 4.6、产水：当树脂罐产出符合规定的软化水时，投入正常运行，应在用前，使用中、使用后，随时检测软化水的硬度，防止不合格水进入生产用水。 5、注意事项 5.1、离子交换树脂罐一定保持一定水分，切勿脱水。 5.2、保持一定温度，一般在5℃-40℃之间。 5.3、保证再生液的量及浓度，冬天温度底时，应适当延长树脂与再生液的接触时间，若树脂再生效果不理想时，应加大进盐量，延长浸泡时间，提高盐水浓度，如果采取以上措施还不合格，应更换树脂。 5.4、定期检查盐泵及树脂罐的阀门是否能正常运行。 5.5、二级软化时应悬挂标识牌，标明罐的级别。 2012年12月24日
离子交换树脂注意事项
2015离子交换树脂的贮存和装填 一、Lewatit 离子交换树脂的贮存 1、要保持树脂的水分。Lewatit树脂出厂时，其含水率是饱和的，在贮存过程中必须防止水分的消失。建议将离子交换树脂储存于干燥、没有阳光直射的室内.如发现树脂变干时，切忌将树脂直接置于水中浸泡，而应该将它置于饱和食盐水中浸泡，使树脂缓慢膨胀，然后再逐渐稀释食盐水溶液。 2、应将树脂贮存在产品资料中推荐的合适温度下。若贮存的温度过高，容易引起树脂交换基团的分解和微生物污染。若贮存在水的冰点之下，会使树脂内的水分冻结。如果树脂冻结，不能用机械方法处理，将其置于环境温度中逐步解冻。在处理或使用前，应当使树脂完全解冻。不能试图去加速解冻过程。 3、防止树脂受到污染。树脂贮存时要避免和铁容器、氧化剂和油类物质直接接触，以免树脂被污染或被氧化降解。 4、贮存期不要超过产品资料中的推荐值。 二、树脂的装填 1、离子交换器在装填树脂前要彻底清理和检查。确保所有接受树脂的容器在装树脂前是清洁的并用去离子水淋洗过。 2、用去离子水将树脂装入再生塔中，在再生塔中加入去离子水，以使下部排水管免受树脂的冲击。建议用水力引入器将混合水的树脂装入容器。也可以“倒”入容器，但是要始终将液面保持在树脂层上面。不要用机械泵装填树脂。速率最大不超过1m/s,水和树脂的混合比例>2:1。 3、确信去离子水的液面至少高于已经装入的树脂床的0.5m以上。然后将树脂浸泡在去离子水中至少2小时。浸泡时间越长越好，对树脂无害。（对于弱碱性和中碱性树脂（Lewatit MP 62，MonoPlus MP 64等）必须过夜使之浸泡透，防止反洗时损失树脂。 4、浸泡结束后，仔细并彻底反洗树脂约30min。除去所有的树脂细颗粒以及在装填过程中带入的外界杂质。可能会有一些细树脂，也可能没有。反洗出口处不应该有视窗，其会妨碍树脂细颗粒的去除。所有的细颗粒必须反洗出容器。小心不要将好的树脂也反洗出容器。阳树脂的反洗流出液开始的时候可能是棕色的，不必担心，这是磺酸树脂的共有特点，继续反洗，一直到反洗液澄清无细颗粒。推荐分步反洗，每次反洗50％的树脂，反洗速率根据各树脂的技术资料。阴树脂和阳树脂最好使用两个不同的反洗塔，防止交叉污染。 5、在所有的过程中，需要使用去离子水，如果没有去离子水，先用原水反洗阳离子树脂，然后用阳离子树脂软化后的原水，反洗和装填阴树脂。 5、第一次使用树脂前，使用倍量再生剂，再生树脂。注意：只需要增加再生剂的量，不要增加再生剂的浓度。 6、由于树脂在再生过程中会膨胀，所以推荐先装填90％的树脂，再生，淋洗，然后根据树脂的膨胀程度补填剩余的树脂 离子交换树脂床正确的反洗和再生 只有对离子交换树脂床采用适当的反洗和再生措施，才可以使离子交换树脂床正常有效的运行。如果反洗和再生的措施不恰当，可能会导致下列问题： a）树脂床的压降增高 b）由于额外的机械压力，会导致树脂颗粒易破碎 c）离子柱出口出的离子泄漏增大
各种类型离子交换树脂常用再生剂及其用量(打印)
各种类型离子交换树脂常用再生剂及其用量 离子交换树脂性能降解原因 树脂在长期使用中，性能会逐渐下降，表现为出水（即产品）质量降低。影响树脂性能降解的因素很复杂，如树脂体积减少，交换能力下降，球粒裂纹增多，破碎流失等，造成上述现象的原因不外是：（1）胀缩内应力不均。在使用中树脂内部由于溶胀及收缩变化的不均匀，局部结构中应力不平衡，造成断链裂解。 （2）氧化破坏。体系中的氧化剂，包括酸、碱、溶剂等对树脂骨架及功能基的破坏。 （3）杂质污染。水中杂质堵塞了树脂的内部孔道，阻挡交换吸附。
离子交换树脂如何进行预处理 （1）阳离子交换树脂的预处理步骤 首先用清水对树脂进行冲洗（最好为反洗）洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4~5%的HCl和NaOH在交换柱中依次交替浸泡2~4小时，在酸碱之间用大量清水淋洗（最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗）至出水接近中性，如此重复2~3次，每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的HCl溶液进行，用量加倍效果更好。放尽酸液，用清水淋洗至中性即可待用。 （2）阴离子交换树脂的预处理步骤 首先用清水对树脂进行冲洗（最好为反洗），洗至出水清澈无混浊、无杂质为止。而后用4 ~5%的NaOH和HCl在交换柱中依次交替浸泡2 ~4小时，在碱酸之间用大量清水淋洗（最好用混合床高纯度去离子水进行淋洗）至出水接近中性，如此重复2~3次，每次酸碱用量为树脂体积的2倍。最后一次处理应用4~5%的NaOH溶液进行，用量加倍效果更好。放尽碱液，用清水淋洗至中性即可待用。 （3）应用于医药、食品行业的树脂，预处理最好先用乙醇浸泡，而后再用酸碱进行交替处理，大量清水淋洗至中性待用。 （4）预处理中最后一次通过交换柱的是酸还是碱，决定于使用时所要求的离子型式。 （5）为了保证所要求的离子型式的彻底转换，所用的酸、碱应是过量的。
阴阳离子交换树脂的再生标准操作程序
1目的 建立阴、阳离子交换树脂从失效至恢复有将近交换作用的标准操作程序。 2范围 去离子水站失效阴阳离子交换树脂的再生操作。 3责任 纯水站班长负责组织去离子水岗位操作工正确实施失效阴阳离子交换树脂的再生操作。 车间工艺员、质监员负责再生操作的监督和检查，使再生质量符合要求。 去离子岗位操作工有按操作规程正确操作的责任。 4参考文件 SOP文件之作业指导文件。 5内容 732#苯乙烯强酸型阳离子交换树脂。 以检测阳床显中性时，阳床交换饱和失效，需及时再生。 检查阳床阀门是否处于关闭状态。 打开阳床的进酸阀和上排阀。 检查酸泵的进出酸阀门，溶液浓度是否达要求。
开启酸泵，慢慢打开泵后流量计的阀门，流量控制在500L/h。 小时后，先关闭流量计阀门，再关酸泵。 关闭进酸阀进行酸浸泡1小时。 开启过滤水泵，打开阳床下进水阀和上排阀，流量控制在500L/h，进行反冲15分钟。 打开阳床上进水阀的下排水阀，同时关闭阳床下进水阀和上排阀，进行正冲洗。随时用PH值纸进行测试，当PH值在5~6时，再生结束，关闭各阀门和酸泵待用。 717#苯乙烯碱型阴离子交换树脂（1#阴床、2#阴床） 经检测酸碱度下降（PH值﹤7）或有CL－反应时需及时再生。 检查阴床的进出阀门是否处于关闭状态。 打开阴床进碱阀和上排阀。 打开碱泵前的进碱阀。 开启碱泵的回流阀。 开启碱泵、慢慢打开流量计前阀门，流量控制在500L/h。 1小时后，关闭流量计前阀。 关碱泵。 关闭阴床进碱阀，浸泡1小时。 开启过滤水泵，打开阳床上进水阀。 开启流量计前时水阀，流量控制在500L/h，打开阴床下进水阀。 过滤水经过阳床再流入阴床，反冲洗15分钟。 打开阴床上进水阀和下连通阀。 关闭阴床下进水阀和上排阀，打开上进水阀和下排阀进行下冲洗。 用PH试纸测PH值达8~9时，出水按规范初纯水制取工艺操作制取初纯水待用，此再生操作结束。 注意 随时注意测定PH值。 酸碱处理池中的废酸碱应调至中性至排出。 酸碱经流过的管道应彻底冲洗。
离子交换树脂的变质、污染与复苏
离子交换树脂的变质、污染与复苏
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离子交换树脂的变质、污染与复苏 一、离子交换树脂的变质 离子交换树脂在水处理系统运行的过程中,由于氧化或降解,树脂结构遭受破坏,这是一种不可逆的树脂的劣化,成为树脂的变质。 （一）阳离子交换树脂的氧化 1.阳树脂氧化的原因和现象 阳树脂氧化的主要原因是由于水中有氧化剂，如游离氯、硝酸根等，水中重金属离子能起催化作用,当温度高时，树脂受氧化剂浸蚀更为严重,其结果是使树脂交换基团降解和交换骨架断裂，树脂颜色变淡和其体积增大。 2.防止树脂被氧化的方法 （1）活性炭过滤用活性炭过滤水进行脱氧是防止树脂被氧化的常用方法，其原理是基于吸附作用，并在被吸附的活性炭表面上进行下面的化学反应。其反应为： C－+ＨＯCl→ＣO－+HＣl 活性炭脱氯是一种简单、经济、行之有效的方法，故得到普通应用。 (2）化学还原法化学还原法是在含有余氯的水中,投加一定量还原剂（如SO２或Na2S Ｏ３）进行脱氯。 （3）选用高交联度的大孔阳树脂。 (4)避免使用质量差的盐酸其中含有氧化剂对阳树脂造成危害。 (二)强碱性阴树脂的降解 在离子交换水处理系统中，强碱性阴树脂通常是置于阳树脂后使用,一般是遭受水中溶解氧的氧化,以及再生过程中碱中所含的氧化剂(如Cl O３-和ＦeO42-)的氧化，其结果是强碱性季铵基团逐渐降解,但不会发生骨架的断链。在化学除盐工艺中，强碱性阴树脂的降解主要表现为对中性盐的分解容量,特别是对硅的交换容量下降。 季铵基团受氧化后,按叔、仲、伯胺顺序降解的过程如下: CH３CH3
阴离子交换树脂
阴离子交换树脂 离子交换法2007年02月05日星期一23:04一、前言 离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一 种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。 离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.1~1mm，其离子交换能力依其交换能力特征可分： １. 强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH3)3，在氢氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。 如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。 ２. 弱碱型阴离子交换树脂：这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生） 如氨基，仅能去除强酸中的阴离子如SO42-，Cl－或NO3－，对于HCO3－，CO32－或SiO42－则无法去除。 3 . 对阴离子的吸附 强碱性阴离子树脂对无机酸根的吸附的一般顺序为： SO42－> NO3－> Cl－> HCO3－> OH－ 弱碱性阴离子树脂对阴离子的吸附的一般顺序如下： OH－> 柠檬酸根3－> SO42－> 酒石酸根2－>草酸根2－> PO43－>NO2－> Cl－>醋酸根－> HCO3－ 注意事项 1、离子交换树脂含有一定水份，不宜露天存放，储运过程中应保持湿润，以免风干脱水，使树脂破碎，如贮存过程中树脂脱水了，应先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放入水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。 2、冬季储运使用中，应保持在5-40℃的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量，若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水浓度可根据气温而定。 3、离子交换树脂的工业产品中，常含有少量低聚合物和未参加反应的单体，还含有铁、铅、铜等无机杂质，当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时，上述物质就会转入溶液中，影响出水质量，因此，新树脂在使用前必须进行预处理，一般先用水使树脂充分膨胀，
离子交换树脂使用方法
离子交换树脂的使用方法 1.装柱（采用湿法装柱） A 实验室 量取：将一定量的树脂与去离子水在烧杯中进行混合，然后将混合的树脂水溶液倒入量筒中，使树脂充分沉降，通过补加和移取，使树脂床层与相应刻度持平，即完成树脂的量取。 装填：关闭离子交换柱下端的出口阀门，用水将量筒中的树脂全部导入离子交换柱中，然后打开交换柱出口阀门，使树脂在柱内沉降压实，然后关闭交换柱出口阀门，待用。（注意：须保留液面高于树脂床层1-2cm，避免干柱。） B 工业化 新树脂装柱前，应该使用清水和碱液对树脂交换柱相关管道进行清洗，清理出焊渣等固体废料和附着在柱壁和管壁上的尘土与其他杂质。然后，向柱内注入1/3 体积的水，取少量树脂，将树脂从交换柱顶部人孔处装入柱内。关闭人孔，向柱内注水，同时打开交换柱下部排水阀门，用≥80 目筛网在排水口拦截，观察是否有树脂泄露，如果有个别小颗粒，属于正常现象；如果有大颗粒树脂出现，且量比较多，说明交换柱下滤板有问题，应把树脂和水放出，检查下滤板焊缝和水帽，查找原因，进行检修。检修完毕后，再按照上面的方法检测，直至确定符合要求，然后再将剩余的树脂加入交换柱内。 树脂装柱完成后，先用去离子水对树脂进行反向清洗，清洗流速控制在2-4BV/h，清洗约1h，停止水洗，让树脂自然沉降完全；然后用去离子水对树脂柱床进行正向清洗，清洗流速控制在4-6BV/h，清洗约1h后停止。
2.Seplite树脂预处理 首先用4%的盐酸溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸，至出口液 pH≥4，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。 然后用4%的氢氧化钠溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量 3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的碱，至出口液pH≤10，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。 再用4%的盐酸溶液进行过柱处理，处理流速控制在1-2BV/h，处理量3-4BV；处理完毕后，用去离子水过柱清洗掉柱床及树脂孔道内残留的酸，至出口液pH≥4，停止水洗，树脂床层上至少保留20-30cm的液面层，防止干柱。 最后再用95%以上的乙醇或甲醇溶液以1BV/h的流速进行树脂过柱处理，至进出口醇浓度一致，停止进醇，浸泡2-4h，然后继续过柱处理，至流出液澄清无浑浊时停止，再用去离子水以1～2BV/h的流速过柱清洗树脂，至出口液中无明显的醇味，待用。 3.树脂吸附 料液上柱吸附前须经必要的过滤预处理，以去除料液中的固形物杂质，防止堵塞树脂孔道，影响树脂吸附效果。吸附过程一般采取正向过柱的方式，吸附流速一般建议控制在1-2BV/h，通过检测出口液中目的物（或杂质）的含量，以确定树脂的吸附状态。 1. 吸附后水洗 树脂吸附完成后，用去离子水正向过柱清洗树脂柱床，清洗流速一般控制在 1-2BV/h，清洗1-2h，以清除柱床内残留的料液以及部分水溶性杂质。 2. 树脂解析 水洗完成后，可采用4-6%的盐酸溶液或硫酸溶液对树脂进行过柱解析再生，过柱流速一般控制在1-2BV/h，处理量控制在3BV以内。也可采用8-10%的氯化钠溶液进行解析再生，处理流速一般控制在1-2BV/h，处理量控制在3BV以内。 3. 解析后水洗 树脂解析再生完成后，用去离子水正向过柱清洗树脂柱床，清洗流速一般控制在1-2BV/h，清洗1-2h，以清除柱床内残留的解析剂（酸、盐溶液）。 4. 树脂深度再生处理 树脂运行一段时间后，如出现交换容量下降，可用下面的方法对树脂进行深度再生处理。