水中毒物能变宝物,废水处理简单工艺,废水达标排放

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。

树脂的耐用性

树脂颗粒使用时有转移、摩擦、膨胀和收缩等变化,长期使用后会有少量 损耗和破碎,故树脂要有较高的机械强度和耐磨性。通常,交联度低的树脂较易碎裂,但树脂的耐用性更主要地决定于交联结构的均匀程度及其强度。如大孔树脂,具有较高的交联度者,结构稳定,能耐反复再生。

树脂的膨胀度

离子交换树脂含有大量亲水基团,与水接触即吸水膨胀。当树脂中的离子变换时,如阳离子树脂由H+转为Na+,阴树脂由Cl-转为OH-,都因离子直径增大而发生膨胀,增大树脂的体积。通常,交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换装置时,必须考虑树脂的膨胀度,以适应生产运行时树脂中的离子转换发生的树脂体积变化。

树脂的溶解性

离子交换树脂应为不溶性物质。但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质,及树脂分解生成的物质,会在工作运行时溶解出来。交联度较低和含活性基团多的树脂,溶解倾向较大

树脂的密度

树脂在干燥时的密度称为真密度。湿树脂每单位体积(连颗粒间空隙)的重量称为视密度。树脂的密度与它的交联度和交换基团的性质有关。通常,交联度高的树脂的密度较高,强酸性或强碱性树脂的密度高于弱酸或弱碱性者,而大孔型树脂的密度则较低。

离子交换树脂的物理性质

1.树脂颗粒尺寸

离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒,它的尺寸也很重要。树脂颗粒较细者,反应速度较大,但细颗粒对液体通过的阻力较大,需要较高的工作压力;特别是浓糖液粘度高,这种影响更显著。因此,树脂颗粒的大小应选择适当。如果树脂粒径在0.2mm(约为70目)以下,会明显增大流体通过的阻力,降低流量和生产能力。

树脂颗粒大小的测定通常用湿筛法,将树脂在充分吸水膨胀后进行筛分,累计其在20、30、40、50……目筛 上的留存量,以90%粒子可以通过其相对应的筛孔直径,称为树脂的“有效粒径”。多数通用的树脂产品的有效粒径0.4~0.6mm之间。树脂颗粒是否均匀以均匀系数表示。它是在测定树脂的“有效粒径”取累计留存量为40%粒子,相对应的筛孔直径与有效粒径的比例。如一种树脂(IR-120)的有效粒径为0.4~0.6mm,它在20目筛、30目筛及40目筛上留存粒子分别为:18.3%、41.1%、及31.3%,则计算得均匀系数为2.0。

处理树脂分类

复合床:用两个交换器,将阴、阳离子交换树脂按设计要求装入各自的交换器中,原水先阳离子交换剂,水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等被交换剂所吸附,而交换剂上可以交换的H+被置换到水中,并且和水中的阴离子生成相应的无机酸;出水再经过阴离子交换剂,水中的阴离子如SO42-、CL-、HCO3-等被交换剂所吸附,而交换剂上的可交换离子OH-被置换于水中,并和水中的H+结合成H2O。经过上述阴、阳离子交换器处理的水,水中的盐分被除去,此即为一级复床的除盐处理,出水水质≤10us/cm。

混合床:在同一个交换器中,将阴、阳离子交换树脂按照一定的体积比例进行填装,在均匀混合状态下进行阴、阳离子交换,从而除去水中的盐分,出水水质≥5MΩ.cm。

去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水 。

水处理树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂,阳离子树脂又细分为钠型和氢型,钠型树脂将水中的钙镁离子交换成钠离子,使水变软。氢型树脂是将水中的钙镁离子交换成氢离子使水软化.阴离子树脂中含被可置换的氢氧根离子,能置换出水中的酸根离子,同时使用阴离子树脂和氢型阳离子树脂可以将水变为纯净水。在水处理行业中离子交换就是水中的离子和离子交换树脂上的离子所进行的等电荷摩尔量的反应 。

树脂吸附技术处理工业废水已在长江中下游、南水北调东线、太湖流域和沿海工业开发区得到了很好的应用。处理各类废水超过1亿吨/年,其中高浓难降解有毒有机废水达800万吨/年,从废水中回收化工原料约10万吨/年,直接经济效益(回收价值)达到两亿元以上。水环真空泵运行用水排出的废水,且乳化程度高,COD浓度约为1000mg/L–8000 mg/L,水温在30℃左右;反应废水中也含有一定的油类,是由季戊四醇和甘油等多元醇与树脂酸反应生成的废水,所含有机物浓度高,污染物构成较为复杂,大部分溶于水或乳化,pH值约为4-5。

对于含油废水,首先应降低含油浓度,所以先通过物理隔油再通过物化破乳沉清处理,除油效率决定废水处理系统的成败,此工艺为系统第一步; 生化处理方面,选择高效反应器及优势菌种最为重要

标准趋严促使研发进步,加强尾水深度处理,新型树脂的研发和应用值得期待

在COD等常规污染物指标达标排放的尾水中,仍存在重金属等微量毒害污染物,此外在生化尾水中也发现了多种有机物(持久性有机物、内分泌干扰素等),具有生态风险。随着人民生活水平的提高,饮用水的安全也要提标,从而对水处理技术也提出了更高要求。树脂法特别适用于水中微量有毒有机物和微量无机污染物(重金属等)的去除与资源化,因此将会进一步发挥其深度净化的作用。

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