离子交换树脂在水处理中的运用

2．水的软化 水中的Ca2+、Mg2+含量在0.4mmol／L以上时称为硬水。如 果硬水中含有HCO3-时，则加热时会产生CaCO3和MgCO3沉淀， 锅炉在使用这种水时在运行中会有结垢，造成危害。离子交 换法软化水，是将水中的Ca2+、Mg2+除去，使水软化，因此实 质是一种化学脱盐法。软化水系统一般以减少水中的钙镁离 子的含量为主，有些软化系统中还可以去掉水中的碳酸盐， 甚至还可以降低水中的阴阳离子的含量。
3．除盐水、纯水、高纯水的制备 (1)离子交换除盐工艺 用离子交换树脂制取去离子水的工艺过程是使原水先通过强 酸性阳离子交换树脂除去阳离子，再通过强碱性阴离子交换树 脂去掉阴离子。选用何种除盐水系统和设备主要依据出水质量 、系统产水量及进水水质情况。 (2)纯水、高纯水的制备 高纯水除对水中残余无机盐的含量要求极严格以外，对水中 的各种金属离子的含量、有机物的含量、微粒粒径、微生物的 数量均有严格的指标；纯水系统的对象与高纯水的相同，超纯 水系水质接近于理论值的纯水。
(2)处理含铜废水 较高浓度的铜对生物体有毒性，且排入水体的铜可通过食物 链被生物大量富集，人体摄入过量铜会导致腹痛、呕吐、肝硬化 等。离子交换树脂可有效地除去废水中的cu2+，以达到高度净化， 并有利于资源的再生。阳离子交换树脂001×7处理以Cu2+形式存 在的含铜废水，铜回收率达99％。阴离子交换树脂，如201×7、 Amberlite IRA68、IRA一93等已成为处理冶金、电镀等工业部门排 出的铜络离子废水的主要材料。螯合树脂对Cu2+具有很强的螯合 能力，因此，螯合树脂最适合于处理体系比较复杂、含铜量较低 的含铜废水。
4．工业废水的处理 (1)处理含汞废水 阳离子交换树脂，如00l×7、SG一1等可用于处理以Hg形 式存在的酸性废水，而对于碱性废水，可用弱酸树脂处理，如 KB4P-2对汞的交换容量最高达9mmol／g。强碱性阴离子交换 树脂，如Amberlite、IRA400、Vionite、AT2l等对[HgCl4]2-的亲和 力很强，被普遍应用于处理氯碱厂的含汞废水。 特点：用树脂交换法除汞作为化学法的二级处理系统，能保证 达到排放标准，且能实现封闭循环、连续稳定的运行，排放的 废水可作为冷却水加以回用；应用树脂交换法还能对废水起到 脱色作用，处理的水清晰透明。失效后的树脂不再回收，作为 汞废渣回收汞，防止了二次污染。因此，应用离子交换法处理 低浓度含汞废水，有明显的社会效益和经济效益。
(4)处理含铬废水 铬在水中主要以三价和六价形式存在，其中Cr+毒性很大， 大约是Cr3+的100倍，若水中Cr6+含量大于0．1mg／L，就会对 人体产生毒害作用。含量超标的含铬废水混入农业灌溉或水体 养殖中，经食物摄人人体，将会引起癌症，而且对人体皮肤、 黏膜有刺激性，严重威胁人类的健康。 吴克明等选用D370弱碱性阴离子交换树脂处理钢铁钝化含 铬废水，通过静态试验考查了pH、振荡时间和离子交换树脂 用量对吸附效果的影响，使用反应柱动态试验法研究了树脂的 再生，得到了令人满意的结果。阴离子交换树脂处理钢铁钝化 含铬废水时对Cr+有很好的去除效果，在Cr+为116mg／L，pH为 3左右时，动态试验表明可实现Cr+残余浓度符合国家标准。
(5)处理含钼废水 自20世纪60年代末期就有关于采用离子交换法从工业废水 中回收钼的报导。迄今为止，离子交换法仍然是治理含钼废 水的最主要方法。 张建国在研究低价钼酸聚合物的201×7强碱性阴离子交换 树脂上的吸附机理后指出：低价钼酸聚合物与树脂的交换速 度较钼酸盐慢得多。究其原因，认为低价钼酸聚合物主要以 六聚合物与树脂交换，而钼酸盐以四聚合物被吸附。且凝胶 型树脂的孔径很小，故低价钼酸聚合物在树脂中的扩散阻力 较大，导致交换速度较低。
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(3)处理含酚废水 酚是一种酸性物质，因此可用强碱性阴树脂处理含酚废水。 树脂对酚吸附的好坏与酚液的浓度、pH值及所含杂质有关，酚浓 度越大，树脂的吸附量越高；pH值以接近中性较好；酚液所含杂 质不同吸附情况也不相同，中性盐的存在对吸附影响不大；此外 ，温度越高，树脂对酚的吸附量越低。用弱碱离子交换树脂处理 含酚废水，设备简单，操作方便，树脂再生后可反复使用，成本 低，处理效果好，是一种比较理想的处理方法。 张丽珍等通过试验考察了四种树脂处理含酚废水的性能，结 果表明：溶液的pH值和浓度是影响树脂吸附酚的重要因素。溶液 含酚浓度高，吸附好。吸附较佳的树脂pH值各不相同，在试验的 四种离子交换树脂中，大孔树脂对酚的吸附量最高，解吸也最彻 底，并且集中。主要因为大孔树脂本身是苯乙烯骨架，与苯酚结
离子交换树脂在水处理中的应用
一、离子交换树脂的组成和分类 二、离子交换反应的原理 三、离子交换树脂的应用
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一、离子交换树脂的组成和分类
1、离子交换树脂的组成
离子交换剂
无机离子交换剂 磺化煤 有机离子交换剂（如：离子交换树脂）
离子交换树脂 的组成
骨架 功能基 可交换离子
2、离子交换树脂的分类
二、离子交换反应的原理
三、离子交换树脂的应用
1．盐溶液中有用元素的提取和回收 从盐类水溶液中提取有用元素，是利用离子交换树脂能从 溶液中有选择性地吸附某种离子的特性。 D296对铼有较好的吸附作用 金、铂和银以阴离子络合物存在如PeCl62-，Au(CN)2-， A g(CN)2-，Ag(S203)4-,用离子交换树脂将其回收。
在水溶液中，连接在离子交换树脂固定不变的骨架上的功能 基能离解出可交换离子，这些离子在较大范围内可以自由移动并 能扩散到溶液中。同时，溶液中的同类型离子也能扩散到整个树 脂多孔结构内部，这两种离子之间的浓度差推动它们互相交换， 其浓度差越大，交换速度就越快；同时由于离子交换树脂上所带 的一定的功能基对于各种离子的亲和力大小各不相同，所以在人 为控制的条件下，功能基离解出来的可交换离子就可与溶液里的 同类型离子发生交换。 阳离子交换过程可用下式表示： R—A++B+=R—B++A+ (1) 阴离子交换过程可用下式表示： R+C一+D一=R+D一+C一 (2)