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离子交换树脂在水处理中的运用
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
(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ห้องสมุดไป่ตู้含铜量较低的含铜废水。
(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
(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。
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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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:
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(S 0 )4-,用离子交
2.水的软化 水中的Ca2+、Mg2+含量在0.4mmol/L以
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
(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。
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
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 离子交换树脂)
无机离子交换剂 磺化煤
有机离子交换剂(如:
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
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。
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