離子交換技術(shù)

新樹(shù)脂的預(yù)處理：
由于運(yùn)輸及保管等各方面的原因，容易使新樹(shù)脂產(chǎn)生脫水。憑肉眼和手感均可發(fā)現(xiàn)。如遇此種情況，為避免樹(shù)脂與水和其它再生液的接觸而產(chǎn)生爆裂破碎，造成不必要的浪費(fèi)，必須將此類樹(shù)脂浸泡在8的食鹽水中16小時(shí)左右（浸泡時(shí)好經(jīng)常攪拌），使樹(shù)脂充分膨脹，經(jīng)清水漂洗至無(wú)鹽味后方可使用。沒(méi)有上述現(xiàn)象，則樹(shù)脂不必進(jìn)行預(yù)處理。
樹(shù)脂裝填：
國(guó)內(nèi)混床設(shè)備的樹(shù)脂裝填高度為陽(yáng)樹(shù)脂5（6）00mm，陰樹(shù)脂10（2）00mm，非再生態(tài)時(shí)（即陽(yáng)樹(shù)脂為鈉型，陰樹(shù)脂為氯型時(shí)）陽(yáng)樹(shù)脂裝填高度不能高過(guò)中排口，但也不宜低于中排口5cm。陰陽(yáng)樹(shù)脂裝填比例為2：1（或1.5：1）。001x7MB陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在下，201x7MB陰離子交換樹(shù)脂在上。

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樹(shù)脂沖洗：
樹(shù)脂裝入交換器后，用潔凈水反洗樹(shù)脂層，直至出水清晰、無(wú)氣味、無(wú)細(xì)碎樹(shù)脂為止。
用約2倍樹(shù)脂體積的4-5HCl溶液，以2m/h的流速通過(guò)樹(shù)脂層。全部通入后，浸泡4-8小時(shí)，排去酸液，用潔凈水沖洗至出水呈中性，沖洗流速為10-20m/h。
用約2倍樹(shù)脂體積的2-5NaOH溶液，按上面進(jìn)HCl溶液的方法通入和浸泡。排去堿液，用潔凈水沖洗至出水呈中性，沖洗流速同上。酸、堿溶液若能重復(fù)進(jìn)行2-3次，則效果更佳。
陰陽(yáng)樹(shù)脂混合：
沖洗結(jié)束后，打開(kāi)下進(jìn)、上排閥，啟動(dòng)中間水泵（反沖洗使樹(shù)脂層松動(dòng)），將柱內(nèi)積水排至樹(shù)脂層面上100-150mm處時(shí)，關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥；2、打開(kāi)小量排空閥，開(kāi)啟并控制進(jìn)氣閥門(mén)的進(jìn)氣量（進(jìn)氣壓力為0.1-0.15Mpa），觀察上下窺視鏡內(nèi)樹(shù)脂有節(jié)律的上下沸騰混合，使上下樹(shù)脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘；3、混合結(jié)束后，關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥，再迅速開(kāi)啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥（使樹(shù)脂迅速沉降，防止樹(shù)脂在沉降過(guò)程中重新分層）。同時(shí)也要防止樹(shù)脂露出水面，否則樹(shù)脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡，從而影響混床的出水水質(zhì)（若混合效果不佳時(shí)，可以重復(fù)混合操作）。
注意事項(xiàng)：
運(yùn)行一年以上，須檢查樹(shù)脂實(shí)際裝填高度，如樹(shù)脂層高不夠了，就需要相應(yīng)樹(shù)脂。
混床出水指標(biāo)主要有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是電導(dǎo)率＜0.2us/cm，另一項(xiàng)是硅含量Csio2＜0.02mg/L，為合格。
如果混床周期制水量明顯下降，出水指標(biāo)不穩(wěn)定，再生酸堿耗、水耗居高不下，那就要對(duì)樹(shù)脂是否被污染及樹(shù)脂強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行再生或檢測(cè)。
脫鹽水混床再生要求 說(shuō)明：
1、反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗用檸檬酸溶液循環(huán)清洗的
2、混床的分層、再生規(guī)范、清洗合格、混合均勻=出水電導(dǎo)率合格。 3、如果是鐵中毒樹(shù)脂會(huì)發(fā)紅，多數(shù)原因是因?yàn)闃?shù)脂在使用過(guò)程中因設(shè)備中的鐵、處理液中有鐵，樹(shù)脂污染一般是高價(jià)鐵，可用5左右的HCI進(jìn)行處理，好循環(huán)，也可浸泡，時(shí)間在5－8小時(shí)，把高價(jià)鐵變?yōu)榈蛢r(jià)鐵。處理好后，樹(shù)脂再用清水清洗。
混床出水電阻率≤1MΩ時(shí)混床需要再生。本混床的陰陽(yáng)樹(shù)脂再生操作規(guī)程采用“二步再生法"—— 即先對(duì)陰離子（上部）進(jìn)堿再生；再對(duì)陽(yáng)離子樹(shù)脂（下部）進(jìn)鹽酸再生。
 一、陰陽(yáng)樹(shù)脂分層
反沖洗：開(kāi)啟下進(jìn)閥、上排閥、啟動(dòng)中間水泵，用RO出水大流量（約3000L/h）沖洗20分鐘后，小流量（約600L/h）的沖洗約15分鐘使樹(shù)脂松動(dòng)分層。
樹(shù)脂分層的好壞，還與樹(shù)脂的失效程度有關(guān)，樹(shù)脂失效程度越大，分層越容易。
若陰陽(yáng)樹(shù)脂因互相粘結(jié)抱團(tuán)無(wú)法分層時(shí)：緩慢打開(kāi)小量潔凈壓縮空氣，再調(diào)節(jié)排空閥門(mén)，使壓縮空氣從混床由下進(jìn)上排出，從上下窺視鏡觀察樹(shù)脂松動(dòng)以利分層，視其情況可以延長(zhǎng)操作時(shí)間和次數(shù)，再按照上述反沖洗方法處理陰陽(yáng)樹(shù)脂的分層。
陰陽(yáng)樹(shù)脂的分層是再生操作中非常關(guān)鍵和重要的步驟之一。
 二、排除柱內(nèi)積水)
排水靜置沉降：關(guān)閉中間水泵及進(jìn)水閥，打開(kāi)中排閥、下排閥，排盡樹(shù)脂柱內(nèi)積水（以免再生液被稀釋），水流盡后靜置5分鐘。
三、配制酸堿液注意事項(xiàng)
配制酸堿液時(shí)務(wù)必小心操作，戴上護(hù)目鏡、橡膠手套和口罩等，保持室內(nèi)通風(fēng)；若濺到皮膚上用大量的水沖洗或及時(shí)就醫(yī)。
 四、陰樹(shù)脂進(jìn)堿
1、用純化水把pH =14的堿液配制好；2、調(diào)節(jié)好堿液桶上的出液閥門(mén)，打開(kāi)進(jìn)堿閥（上進(jìn)），啟動(dòng)堿液泵，打開(kāi)排空閥排除其空氣，待堿液進(jìn)入后，浸泡陰樹(shù)脂層時(shí)，關(guān)閉排空閥，開(kāi)啟中排閥并控制中排的開(kāi)啟程度,堿液流量為300-500l/h（進(jìn)堿約45分鐘）；3、堿液進(jìn)完之后，及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)堿管線20分鐘，再關(guān)閉堿液泵、進(jìn)堿閥；4、再打開(kāi)上進(jìn)水閥、啟動(dòng)中間水泵，用RO水進(jìn)行沖洗至中排閥排出，直至pH =10為止。再打開(kāi)下排水閥，關(guān)閉中排水閥，直至出水
五、陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)酸
1、用純化水把pH =1的酸液配制好；2、調(diào)好酸桶上的出液閥門(mén)，打開(kāi)進(jìn)酸閥（下進(jìn)），啟動(dòng)酸液泵，打開(kāi)排空閥排除其空氣，待酸液進(jìn)入后（流量約
為250-300l/h）浸泡陽(yáng)樹(shù)脂層時(shí)（中排窺視鏡觀察），關(guān)閉排空閥，同時(shí)開(kāi)啟中排閥并控制其開(kāi)啟程度；3、中排出液pH =1時(shí)可適當(dāng)加大進(jìn)酸流量，以使陽(yáng)樹(shù)脂不發(fā)生撓動(dòng)為佳（進(jìn)酸約需40分鐘）；4、酸液進(jìn)完之后，及時(shí)用RO水沖洗稀釋堿液桶及進(jìn)酸管線20分鐘，關(guān)閉酸液泵 、進(jìn)酸閥；5、再打開(kāi)上進(jìn)閥、下進(jìn)閥，啟動(dòng)中間水泵用RO水進(jìn)行沖洗，測(cè)試中排閥的出水pH =7-8時(shí)，關(guān)閉上進(jìn)、下進(jìn)閥，由中排把水排盡。
 六、陰陽(yáng)樹(shù)脂混合
1、樹(shù)脂清洗合格后，打開(kāi)下進(jìn)、上排閥，啟動(dòng)中間水泵（反沖洗使樹(shù)脂層松動(dòng)），將柱內(nèi)積水排至樹(shù)脂層面上100-150mm處時(shí)，關(guān)中間水泵和進(jìn)水閥；2、打開(kāi)小量排空閥，開(kāi)啟并控制進(jìn)氣閥門(mén)的進(jìn)氣量（進(jìn)氣壓力為
0.1-0.15Mpa），觀察上下窺視鏡內(nèi)樹(shù)脂有節(jié)律的上下沸騰混合，使上下樹(shù)脂顏色深淺混合一致。進(jìn)氣時(shí)間一般為10-15分鐘；3、混合結(jié)束后，關(guān)閉進(jìn)氣閥、排空閥，再迅速開(kāi)啟上進(jìn)閥、中間水泵、下排閥（使樹(shù)脂迅速沉降，防止樹(shù)脂在沉降過(guò)程中重新分層）。同時(shí)也要防止樹(shù)脂露出水面，否則樹(shù)脂間會(huì)產(chǎn)生氣泡，從而影響混床的出水水質(zhì)（若混合效果不佳時(shí)，可以重復(fù)混合操作）。
  七、混床的沖洗
混合完畢后，用RO出水進(jìn)行正洗。正洗流量一般為2000L/h，沖洗約30分鐘，以排出水符合純化水水質(zhì)指標(biāo)為終點(diǎn)。
八、再生過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策
1、樹(shù)脂混合后如果樹(shù)脂間有氣泡，可將柱內(nèi)積水由下排閥排掉，打開(kāi)排氣閥，然后以很低的流速(使樹(shù)脂層不動(dòng))以反洗的方式從柱體下部進(jìn)水，當(dāng)液面淹沒(méi)全部樹(shù)脂時(shí)，立即停止進(jìn)水，以免樹(shù)脂浮起分層。然后改用正洗方式再進(jìn)行沖洗即可。
2、影響樹(shù)脂再生程度的因素，主要有再生劑的用量、濃度、純度、再生時(shí)間、再生劑的流速、再生時(shí)的溫度等，在實(shí)際操作中應(yīng)予注意。混床允許工作壓力≤0.2MPa。

離子交換技術(shù)離子交換技術(shù)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，某些天然物質(zhì)如泡沸石和用煤經(jīng)過(guò)磺化制得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現(xiàn)代有機(jī)合成工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，研究制成了許多種性能優(yōu)良的離子交換樹(shù)脂，并開(kāi)發(fā)了多種新的應(yīng)用方法，離子交換技術(shù)迅速發(fā)展，在許多行業(yè)特別是高新科技產(chǎn)業(yè)和科研領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。近年國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的樹(shù)脂品種達(dá)數(shù)百種，年產(chǎn)量數(shù)十萬(wàn)噸。

　　在工業(yè)應(yīng)用中，離子交換樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復(fù)再生使用，工作壽命長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用較低(雖然一次投入費(fèi)用較大)。以離子交換樹(shù)脂為基礎(chǔ)的多種新技術(shù)，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具的功能，可以進(jìn)行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用還在迅速發(fā)展之中。

　　離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用，是近年國(guó)內(nèi)外制糖工業(yè)的一個(gè)重點(diǎn)研究課題，是糖業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。膜分離技術(shù)在糖業(yè)的應(yīng)用也受到廣泛的研究。

　　離子交換樹(shù)脂都是用有機(jī)合成方法制成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過(guò)聚合反應(yīng)生成具有三維空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架，再在骨架上導(dǎo)入不同類型的化學(xué)活性基團(tuán)(通常為酸性或堿性基團(tuán))而制成。

　　離子交換樹(shù)脂不溶于水和一般溶劑。大多數(shù)制成顆粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。樹(shù)脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內(nèi)，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機(jī)械強(qiáng)度(堅(jiān)牢性)，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定，在正常情況下有較長(zhǎng)的使用壽命。

　　離子交換樹(shù)脂中含有一種(或幾種)化學(xué)活性基團(tuán)，它即是交換官能團(tuán)，在水溶液中能離解出某些陽(yáng)離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-)，同時(shí)吸附溶液中原來(lái)存有的其他陽(yáng)離子或陰離子。即樹(shù)脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來(lái)。

　　離子交換樹(shù)脂的品種很多，因化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的功能和特性，適應(yīng)于不同的用途。應(yīng)用樹(shù)脂要根據(jù)工藝要求和物料的性質(zhì)選用適當(dāng)?shù)念愋秃推贩N。