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文檔簡介
1、工業(yè)(gngy)水處理技術(shù)問答純水一號(y ho)水是大自然賜給人類珍貴(zhngu)的資源,我們的祖先很早就知道充分利用水資源,表現(xiàn)生活的智慧,也傳遞了水的文化。水-滋潤著世間萬物,孕育著蕓蕓眾生,承載著地球上所有生命的希望,隨著社會不斷發(fā)展,水資源已無法承受人類無度的索取和肆意的破壞,水體污染,水資源緊缺,已嚴(yán)重威脅到經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類健康的生活環(huán)境。隨著工業(yè)水處理的快速發(fā)展,工業(yè)超純水設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)水處理的各行各業(yè)。對此深圳純水一號技術(shù)人員做出了以下有關(guān)工業(yè)水處理技術(shù)的一些相關(guān)性回答:1、什么叫離子交換劑?可分哪幾類?凡是能夠與溶液中的陽離子或陰離子具有交換能力的物質(zhì)都稱為離子交
2、換劑。離子交換劑分無機(jī)質(zhì)類和有機(jī)質(zhì)類兩大類。無機(jī)質(zhì)類又可分天然的如海綠砂;人造的如合成沸石。有機(jī)質(zhì)類又分碳質(zhì)和合成樹脂兩類。其中碳質(zhì)類如磺化煤等;合成樹脂類分陽離子型如強(qiáng)酸性和弱酸性樹脂;陰離子型如強(qiáng)堿性(I、型)和弱堿性樹脂;其他類型的有氧化還原型樹脂、兩性樹脂和螯合樹脂等類。2、離子交換(l z jio hun)樹脂發(fā)展的簡況怎樣?離子交換現(xiàn)象早在18世紀(jì)中期就為湯普森(Thompson)所發(fā)現(xiàn)。直至1935年亞當(dāng)斯(Aclams)和霍姆斯(Holmes)研究(ynji)合成了具有離子交換功能的高分子材料,即第一批離子交換樹脂聚酚醛系強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和聚苯胺醛系弱堿性陰離子交換樹脂。離
3、子交換樹脂的大發(fā)展主要是在第二次世界大戰(zhàn)以后。當(dāng)時美國和英國一些公司成功地地合成了聚苯乙烯系陽離子交換樹脂,在此基礎(chǔ)上又陸續(xù)開發(fā)了交換容量高、物理-化學(xué)穩(wěn)定性好的其他聚苯乙烯系離子樹脂,相繼又開發(fā)了聚丙烯酸系陽離子樹脂。20世紀(jì)60年代,離子交換樹脂的發(fā)展又取得(qd)了重要突破,美國羅姆-哈斯公司(Rohm anes Hass)和德國拜耳公司(Bayer)合成了一系列物理結(jié)構(gòu)和過去完全不同的大孔結(jié)構(gòu)離子交換樹脂。這類樹脂除具有普通離子交換樹脂的交換基團(tuán)外,同時還有像無機(jī)和碳質(zhì)吸附劑及催化劑那樣的大孔型毛細(xì)孔結(jié)構(gòu),使離子交換樹脂兼具了離子交換和吸附的功能,為離子交換樹脂的廣泛應(yīng)用開辟了新的前景
4、。離子交換樹脂和它的應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展一直是相互促進(jìn)、互相依賴的。承受離子交換樹脂的發(fā)展,樹脂應(yīng)用技術(shù)也在不斷改善,開始是間歇式工藝,很快就發(fā)展到固定床工藝,20世紀(jì)60年代后逆流技術(shù)及連續(xù)式離子交換工藝,雙層床技術(shù)等獲得了很快的發(fā)展,這些新的應(yīng)用技術(shù)和工藝的開發(fā),使離子交換樹脂在許多領(lǐng)域的應(yīng)用更加有效的經(jīng)濟(jì)。20世紀(jì)70年代后,人們正以極大的興趣,注意著熱再生離子交換技術(shù)的發(fā)展。3、離子交換樹脂有哪些主要(zhyo)性能?離子交換樹脂是高分子化合物,所以它的性能因制造工藝、原料配方、聚合溫度、交聯(lián)劑等的不同(b tn)而不同,其主要性能分為兩部分。(1)物理性能外觀 樹脂是一種透明或半透明的物質(zhì)
5、,因其組成不同,顏色各異,如苯乙烯樹脂呈黃色,也有呈黑色和赤褐色的,但對性能影響不大。一般情況下,原料雜質(zhì)(zzh)多或交聯(lián)劑多,樹脂的顏色稍深(但樹脂在運(yùn)行過程中,因?yàn)楦鞣N原因有時顏色也會變化)。樹脂外形呈球狀,要求圓球率達(dá)到90%以上。粒度 樹脂顆粒的大小將影響交換速度、壓力損失、反洗效果等。顆粒大小不能相差太大。用于水處理的離子交換樹脂的顆粒以2040目為宜。粒度的表示方法以有效粒徑和不均勻系數(shù)來表示。密度 關(guān)系到水處理工藝和樹脂(shzh)裝填量。密度的表示方法有:干真密度(一般1.6g/cm3左右)、濕真密度(一般1.041.30g/cm3之間)、視濕密度(一般在0.600.80g/
6、cm3之間)。含水率 樹脂(shzh)的含水率越大,表示孔隙率越大,交聯(lián)度越小。溶脹率 樹脂浸水之后要溶脹,它與交聯(lián)度、活性基團(tuán)、交換容量、水中電解質(zhì)密度(md)、可交換離子的性質(zhì)等有關(guān)。樹脂在交換與再生過程中會發(fā)生脹縮現(xiàn)象,多次脹縮樹脂易碎裂。耐磨性 反映樹脂的機(jī)械強(qiáng)度。它應(yīng)保證每年樹脂耗量不超過7%。溶解性 樹脂內(nèi)含有低聚合物要逐漸溶解,在樹脂使用過程中也會發(fā)生膠溶。耐熱性 陽樹脂耐溫100左右,強(qiáng)堿性陰樹脂可耐60,弱堿性陰樹脂可耐溫80。但在低于或等于0時,易結(jié)冰而破碎。導(dǎo)電(dodin)性 干樹脂不導(dǎo)電,濕樹脂可電導(dǎo)。(2)化學(xué)(huxu)性能離子交換樹脂的交換反應(yīng)(fnyng)具有
7、可逆性,因此既可以交換,也可以再生,可反復(fù)使用。具有酸、堿性。H+型陽離子交換樹脂和OH-型陰離子交換樹脂等的性能與電解質(zhì)酸、堿相同,在水中能電離出H+和OH-的能力。具有中和與水解性能。因它具電解質(zhì)性質(zhì),能與酸、堿進(jìn)行中和反應(yīng),也能進(jìn)行水解。離子交換樹脂吸著各種離子的能力不一,具有選擇性。交換容量。表示其交換離子量的多少。根據(jù)樹脂的形態(tài)可分平衡交換容量、全交換容量、工作交換容量等。4、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)是怎樣的?離子交換樹脂結(jié)構(gòu)主要由高分子骨架和活性基團(tuán)兩部分組成。(1)高分子骨架 也稱母體結(jié)構(gòu),它具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是不溶于酸或堿的高分子物質(zhì)(wzh)。高分子骨架按其聚合單體可以分為苯乙烯系、酚
8、醛系及丙烯酸系等。(2)活性基團(tuán)(j tun) 它牢固地結(jié)合在高分子骨架上,由不能自由移動的官能團(tuán)離子和可以自由移動的可交換離子兩部分組成。其中:官能團(tuán)離子決定離子交換(l z jio hun)樹脂的“酸”、“堿”性和交換能力的強(qiáng)弱。官能團(tuán)離子是強(qiáng)酸的(-SO3-),就叫強(qiáng)酸性離子交換樹脂;是強(qiáng)堿的(N+),就叫強(qiáng)堿性離子交換樹脂。同樣,按官能團(tuán)離子的性質(zhì),還可以有弱酸(-COO-),弱堿(-NH2+)和其他類型的離子交換樹脂??山粨Q離子。現(xiàn)代交換理論把離子交換樹脂看做是一種膠體型物質(zhì):高分子骨架是“膠核”,活性基團(tuán)作為高分子骨架表面的“雙電層”,官能團(tuán)和部分可交換離子組成吸附層,另一部分可交
9、換離子組成擴(kuò)散層。由于可交換離子組成吸附層,另一部分可交換離子組成擴(kuò)散層。由于可交換離子是可以自由移動的,因而可以與水中同符號的離子發(fā)生交換反應(yīng)。如果離子交換樹脂上的可交換離子為陽離子,例如H+,就叫H型陽離子交換樹脂;如果可交換離子為陰離子,例如OH-,就叫OH型陰離子交換樹脂。其余可依次類推。5、離子交換(l z jio hun)樹脂為什么制成球形?離子交換樹脂根據(jù)需要,可以制成粉狀,不規(guī)則的顆?;蚯驙睢5诨瘜W(xué)水處理中使用的離子交換樹脂是球狀的。由于球狀樹脂制造簡單,在采用懸浮聚合時,可以直接制成球形。在體積相同(xin tn)的情況下,球狀樹脂的表面積最大,有利于提高交換能力。球狀樹脂
10、充填性好,阻力較均勻,使樹脂層各處的流量較均勻;而且(r qi)水通過球狀樹脂層壓力損失小,樹脂的磨損也小。樹脂成球狀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常用圓球率表示,一般要求圓球率在90%以上。6、離子交換樹脂的粒度及均勻性對水處理有什么影響?樹脂粒度的大小,對水處理工藝有較大的影響,樹脂顆粒過大,則使交換速度減慢;樹脂顆粒過小,又會使水通過樹脂層的壓力損失增大。樹脂的粒度應(yīng)均勻,否則由于小顆粒樹脂堵塞了大顆粒間的孔隙,會使水流不均和阻力增大。另外,樹脂粒度不均勻也使反洗操作不易控制;反洗流速過大會沖掉小顆粒樹脂;而反洗流速過小,又不能松動大顆粒樹脂,使反洗效果變差。一般水處理使用的樹脂粒度以2040目為宜,也就
11、是0.31.2mm。在高流速裝置中要求粒度范圍更窄,約0.450.65mm,這可使流體阻力(zl)更小,同時樹脂球粒的耐壓強(qiáng)度較一致。 7、什么叫離子交換樹脂的溶脹性?它與什么因素(yn s)有關(guān)?離子交換(jiohun)樹脂是親水性高分子化合物,當(dāng)將干的離子交換樹脂浸入水中時,其體積常常要變大,這種現(xiàn)象稱為溶脹,使離子交換樹脂含有水分。由于樹脂具有這種性能,因而在其交換和再生過程中會發(fā)生脹縮現(xiàn)象,多次的脹縮就容易促使顆粒破裂。影響離子交換樹脂溶脹的因素有:(1)交聯(lián)度。高交聯(lián)度樹脂的溶脹能力較低。(2)活性基團(tuán)。活性基團(tuán)易電離,即交換容量愈高,樹脂的溶脹性越大。(3)溶液(rngy)濃度。溶
12、液中電解質(zhì)濃度越大,樹脂內(nèi)外溶液的滲透壓差反而減小,樹脂的溶脹就小,所以對于“失水(sh shu)”的樹脂,應(yīng)將其先浸泡在飽和(boh)食鹽水中,使樹脂緩慢膨脹,不致破碎,就是基于上述道理。一般講,強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂由Na型變成H型,強(qiáng)堿陰離子交換樹脂由Cl型變成OH型,其體積均增加約5%。8、什么是離子交換樹脂的選擇性?有什么規(guī)律性?由于離子交換樹脂對于水中各種離子吸著(或吸附)的能力不相同,對于其中一些離子很容易被吸著,而對另一些離子卻很難吸著。被樹脂吸著的離子,在再生的時候,有的離子很容易被置換下來,而有的卻很難被置換。離子交換樹脂的上述這種性能稱之為選擇性。樹脂的選擇性在實(shí)際水處理運(yùn)
13、行中,將影響離子交換過程和樹脂的再生過程。離子交換樹脂的選擇性有其一定的規(guī)律性,例如,水中離子載的電荷越大,就越易被離子交換樹脂吸著。反之,如果離子的電荷越小,就越不容易被吸著,如二價的離子比一價的離子更易被吸著。但如果離子載有相同的電荷時,原子序數(shù)大的元素所形成的離子的水合半徑小,就容易被離子交換樹脂所吸著。在含鹽量不太高的水溶液中,常見離子(lz)的選擇性次序?yàn)椋?1)對于(duy)強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂:Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+H+Li+;(2)對于強(qiáng)堿性陰離子交換(jiohun)樹脂:SO42-NO3-Cl-OH-F-HCO3-HsiO3-;(3)對于弱酸性陽離
14、子樹脂:H+Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+Li+;(4)對于弱堿性陰離子交換樹脂:OH-SO42-NO3-PO43-Cl-HCO3-HsiO3-。但必須指出,選擇性能還與離子交換樹脂的活性基團(tuán)有關(guān)。9、如何選擇離子交換樹脂?選擇離子交換樹脂的一般原則是選擇交換容量大、容易再生、而且使用耐久的樹脂。具體來說:(1)交換容量是離子交換樹脂性能的一個重要指標(biāo)(zhbio),交換容易越大則同體積的樹脂能吸附的離子越多,一個交換周期的制水量也越大。一般來說,弱酸或弱堿性樹脂比強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性的樹脂交換容量大。另外,在同類樹脂中,由于樹脂的交聯(lián)度不同,交換容量也不同。一般交聯(lián)度小的樹脂交換容量大;
15、交聯(lián)度大的樹脂交換容量小。因此在選擇樹脂時要注意。(2)要根據(jù)原水中需要去除離子的性質(zhì)來選擇樹脂。如果只需要去除水中交換吸附性弱的離子時,則必須選用強(qiáng)酸(qin sun)或強(qiáng)堿性樹脂。(3)要根據(jù)出水水質(zhì)要求來選擇樹脂。如果只需要部分除鹽的系統(tǒng),可以選用強(qiáng)酸性陽樹脂和弱堿性陰樹脂配合使用(shyng)。對于必須完全除鹽的純水或高純水系統(tǒng),則要選擇吸附性最強(qiáng)的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和旨堿性陰離子交換樹脂配合使用,以去除較難吸附的離子。(4)要根據(jù)原水中雜質(zhì)的成分來選擇樹脂。如原水中有機(jī)物較多,或去除離子的半徑較大時,應(yīng)選用交聯(lián)網(wǎng)孔直徑較大的樹脂。盡量選擇高強(qiáng)度多孔性樹脂。(5)用于混合床的樹脂,較
16、多的是強(qiáng)酸-強(qiáng)堿性(jin xn)樹脂的組合。但要考慮混合床樹脂再生時分層容易,因此,要求兩種樹脂的濕真密度之差應(yīng)大一些,一般應(yīng)不小于15%20%。另外,還要考慮到混合床運(yùn)行時交換流速比較大,樹脂磨損較為嚴(yán)重的情況,故應(yīng)選擇耐磨性的樹脂。(6)要根據(jù)除鹽水工藝要求來選擇樹脂。例如雙室床,選用強(qiáng)、弱性樹脂配合使用,因?yàn)槿跣詷渲菀?rngy)再生,對再生劑的質(zhì)量要求也比較低,可以利用強(qiáng)性樹脂再生后的再生液來再生弱性樹脂,這樣,再生劑的消耗低,制水成本低。10、什么(shn me)是離子交換樹脂的全交換容量和工作交換容量?將離子交換樹脂中所有的活性基團(tuán)都變成可交換離子之后,而把這些可交換離子全部交
17、換下來的容量稱全交換容量。因此,全交換容量也即表示離子交換樹脂中能夠起交換作用的活性基團(tuán)的總數(shù)。離子交換樹脂的工作交換容量是在水處理的實(shí)際運(yùn)行條件下(或模擬條件下),也就是離子交換樹脂在動態(tài)的工作狀態(tài)下測得的交換容量。由此可知,運(yùn)行條件不同,測得的工作交換容量也就不同,影響工作交換容量的因素很多,例如,水的離子濃度、交換終點(diǎn)的控制指標(biāo)、樹脂層的高度、交換速度以及交換基團(tuán)的形式等。在實(shí)際使用中,樹脂的工作交換容量更有意義,但全交換容量與工作交換容量沒有固定的比值關(guān)系,因此,不能以全交換容量去推算工作交換容量。此外,還有平衡交換容量,也就是離子交換樹脂(shzh)在水溶液中到達(dá)交換平衡狀態(tài)時的交換
18、容量。11、大孔型(kn xn)樹脂有什么特點(diǎn)?大孔型樹脂是在凝膠型樹脂制備的基礎(chǔ)(jch)上改進(jìn)發(fā)展制得,它的特點(diǎn):(1)樹脂的結(jié)構(gòu)上,存在永久性微孔。其大小、孔道的數(shù)量和分布情況,是根據(jù)需要在制備過程中通過致孔劑來調(diào)節(jié),不是僅僅通過交聯(lián)度來控制的,樹脂無論在干、濕情況下都永久性地存在孔道;(2)樹脂的表面積,由于內(nèi)部為多孔海綿狀,其表面積可以人為調(diào)節(jié)到1000m2/g以上;(3)交換速度(sd),由于大孔樹脂內(nèi)部微孔多而大,表面積大,離子交換擴(kuò)散速度增大,交換速度加快,有的比凝膠型樹脂大10倍;(4)應(yīng)用范圍,擴(kuò)大到非水體系(tx),甚至氣體也可以用;(5)穩(wěn)定性,耐溶脹收縮性很好。有好的
19、耐化學(xué)性能和耐輻照性能。耐磨損性能也較好。有良好的耐熱和耐冷熱變化性能。有較強(qiáng)的抗有機(jī)物污染性能。流動性能好,對流體阻力小。一般用于吸附和分離(fnl)相對分子質(zhì)量大的物質(zhì)。但大孔型樹脂的價格貴,體積交換容量低,再生劑耗量略高。12、凝膠型與大孔型樹脂有什么區(qū)別?凝膠型樹脂與大孔型樹脂的主要區(qū)別在于它們的孔隙度不同。用普通聚合法制成的離子交換樹脂,是由許多不規(guī)則的網(wǎng)狀高分子所組成,類似凝膠,所以稱為凝膠型樹脂。常見的凝膠型樹脂,如苯乙烯系列的001,201等。凝膠型樹脂的孔隙度很小,一般都在3nm以下,而且嚴(yán)格的講這些孔隙并不是真正的孔,而是交聯(lián)與水合多聚物凝膠結(jié)構(gòu)之間的距離,它隨運(yùn)行條件而改
20、變,在干的凝膠型樹脂中,這種“孔”實(shí)際上是消失了。凝膠型樹脂浸入水中會發(fā)生溶脹,體積變大。這種溶脹性會使樹脂的機(jī)械強(qiáng)度(qingd)降低;同時當(dāng)凝膠型樹脂在不同離子形態(tài)時,其膨脹率也會發(fā)生變化,這樣就會因?yàn)闃渲姆磸?fù)膨脹、收縮而使樹脂顆粒破裂。大孔型(kn xn)樹脂則不同:它的“孔”大于原子距離,而且不是(b shi)凝膠結(jié)構(gòu)的一部分,所以這個孔是真正的孔,其大小及形狀不受環(huán)境條件而改變,因而在水溶液中不顯示溶脹。由于無機(jī)物離子的直徑都很小(0.30.7nm),用普通的凝膠型樹脂是完全可以除去;但當(dāng)水中有有機(jī)物分子存在時,由于其分子很大(膠硅化合物的粒徑可大于50nm,某些蛋白質(zhì)分子為520
21、nm),用普通凝膠樹脂除去它們則有困難。而且再生時,這些被吸附的有機(jī)物也不易被再生下來,所以凝膠型樹脂易于被有機(jī)物所污染。由于大孔型樹脂的孔徑較大,在10200nm以上,因之它能夠比較容易地吸著高分子有機(jī)物,并且容易被再生下來,所以有較好的抗污染性。大孔型樹脂(shzh)有交換容量較低,再生時酸堿用量大及價格較高等問題。凝膠型樹脂在聚合的時候,需要加入交聯(lián)劑,并要控制交聯(lián)劑數(shù)量上的變化,使得在樹脂中形成相應(yīng)的微孔,孔徑(kngjng)在0.55nm之間。主要是用于吸附水中陰、陽離子,對有機(jī)物的吸附能力很弱。易污染老化,比表面積0.1m2/g干樹脂。外觀呈透明球狀顆粒。大孔型樹脂是在合成的過程中
22、,添加芳香烴、脂肪烴、醇類等有機(jī)溶劑,即所謂致孔劑,當(dāng)樹脂聚合后,除去上述溶劑,即在樹脂里形成許多大孔。大孔樹脂在濕態(tài)時呈不透明或乳白色,內(nèi)表面積在5m2/g以上,視密度與真密度之差大于0.05g/cm3。大孔樹脂在水處理中能起吸附、過濾作用,能去除有機(jī)物質(zhì)、腐殖酸、木質(zhì)磺酸等;還可除鐵、去色、并保護(hù)離子交換(jiohun)樹脂免受污染,而延長交換樹脂的使用壽命。在純水制備過程中,如果主要起過濾作用,大孔型樹脂要裝在離子交換樹脂或反滲透裝置的前面;如果主要是用于吸附,大孔樹脂宜于酸性水中進(jìn)行吸附。13、樹脂對使用的溫度(wnd)有何要求?各種樹脂均具一定的耐熱性能,在使用中對溫度要求都有一定的
23、界限,過高或過低都會嚴(yán)重影響樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和交換容量(rngling)。溫度過低如小于或等于0時,樹脂易凍結(jié),使機(jī)械(jxi)強(qiáng)度降低,顆粒破碎,從而影響樹脂的使用壽命、降低交換容量;溫度過高,會引起樹脂熱分解,也影響樹脂的交換容量來使用壽命。各種樹脂的耐熱性能應(yīng)由鑒定試驗(yàn)來確定。但一般來說,陽樹脂比陰樹脂的耐熱性能好。鹽型樹脂比H型或OH型好,而鹽型又以Na型樹脂耐熱性能最好。一般的陽樹脂可耐100110,陰樹脂可耐5060(強(qiáng)堿性)。而弱堿陰樹脂的耐熱性能要比強(qiáng)堿性的好,一般可耐8090。因此,樹脂在使用時,對于水溫要有嚴(yán)格的控制。14、對離子交換樹脂要檢測哪些項(xiàng)目?檢測離子交換樹脂的目的
24、:一是檢驗(yàn)新樹脂的質(zhì)量;二是掌握樹脂使用后的質(zhì)量變化情況。故樹脂使用前應(yīng)有檢測數(shù)據(jù),使用后也應(yīng)定期(半年)進(jìn)行檢測。離子交換樹脂檢測之前要清洗和轉(zhuǎn)型,陽樹脂轉(zhuǎn)為鈉型,陰樹脂轉(zhuǎn)為氯型,以便于在統(tǒng)一的基礎(chǔ)上分析比較。檢測的項(xiàng)目有:(1)離子交換(l z jio hun)樹脂的全交換容量。全交換容量是樹脂性能的重要標(biāo)志,交換容量愈大,同體積的樹脂能吸附的離子愈多,周期制水量愈大,相應(yīng)的酸、堿耗量也就低,檢測全交換容量也為了便于選擇樹脂。(2)離子交換樹脂的工作交換容量。工作交換容量是樹脂交換能力的重要技術(shù)指標(biāo)。是指動態(tài)工作狀態(tài)下的交換容量,工作交換容量的大小與進(jìn)水離子濃度、終點(diǎn)控制、樹脂層高、交換速
25、度(sd)等有關(guān)。因此,工作交換容量的測定具有重要的實(shí)用價值。(3)離子交換樹脂的機(jī)械強(qiáng)度。樹脂在使用過程中相互摩擦,以及(yj)每一運(yùn)行周期樹脂的膨脹與收縮和表面承受壓力,會使樹脂破裂、粉碎,所以樹脂機(jī)械強(qiáng)度的檢測,關(guān)系樹脂的使用壽命。(4)離子交換樹脂的密度檢測。檢測樹脂的視密度用來計算離子交換塔所需濕樹脂的用量。濕視密度一般為0.60.85g/mL;檢測樹脂的濕真密度是便于確定反沖洗強(qiáng)度大小,并且與混合床樹脂分層有很大關(guān)系。濕真密度一般為1.041.30g/mL左右。(5)離子交換樹脂所含的水分。因?yàn)闃渲宦?lián)網(wǎng)孔內(nèi)都有一定量的水分,與樹脂交聯(lián)度及孔隙率有關(guān),交聯(lián)度越小,孔隙率則越大,因此
26、,檢測樹脂水分計算(j sun)出含水率,可以間接反映出樹脂交聯(lián)度的大小。一般樹脂含水率約50%左右。(6)離子交換樹脂的顆粒度。顆粒大小對樹脂交換能力(nngl)、樹脂層中水流分布的均勻程度、水通過樹脂層的壓力降以及交換與反洗操作等都有很大影響。樹脂的顆粒度越小,其交換速度越大,水力損失也大,進(jìn)、出水壓差也越大。因此,顆粒度與運(yùn)行操作有很大的關(guān)系。(7)離子交換樹脂的中性鹽分解容量(rngling)。檢測樹脂中性鹽的分解容量主要是測定樹脂中的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿基團(tuán)的組成。因此樹脂交換基團(tuán)的組成不同,使水中離子交換和吸附強(qiáng)度也不相同。另外,檢測中性鹽的分解也是測定樹脂交換基團(tuán)的離解能力。離解能力強(qiáng)的,
27、離子交換速度快,否則,就慢。檢測樹脂中性鹽分解容量對選用樹脂很重要。(8)離子交換樹脂中灰分及鐵含量?;曳趾丸F會沉積在樹脂表面,堵塞孔隙,不易洗脫,長期積累會影響樹脂交換能力和使用壽命。因此需要及時檢測,采取措施。(9)離子交換樹脂的耗氧量。耗氧量主要是反映樹脂受有機(jī)物污染的程度。樹脂受有機(jī)物污染之后,清洗水耗量劇增,工作交換容量(rngling)降低,出水水質(zhì)差。檢測樹脂耗氧量,以判斷樹脂被污染的程度,及時采取有效措施。15、離子交換(l z jio hun)樹脂的強(qiáng)度為什么會降低?離子交換樹脂的強(qiáng)度(qingd)降低造成破碎的原因主要有:(1)離子交換樹脂由于強(qiáng)氧化劑的作用而分解,降低了樹
28、脂強(qiáng)度。這種情況大都發(fā)生在陽樹脂,例如由于進(jìn)水余氯控制過高而受到影響。但是陰樹脂受有機(jī)物的嚴(yán)重污染也會降解影響其強(qiáng)度。從運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)表明,有必要使進(jìn)水的耗氧量降低至1mg/L以下(27,高錳酸鉀法氧化4h),國外有的規(guī)定進(jìn)水耗氧量0.3mg/L。(2)離子交換樹脂由于反復(fù)的機(jī)械摩擦而損壞,如經(jīng)常反沖洗、快速水力輸送、交換流速過大、空氣及超聲波的擦洗等,影響樹脂強(qiáng)度。(3)由于離子交換樹脂有時在高壓力、高流速(li s)狀況下運(yùn)行,進(jìn)、出水壓差太大,樹脂受到擠壓碎裂而損失其強(qiáng)度。(4)由于在運(yùn)行(ynxng)操作中樹脂的容積膨脹太大,例如樹脂在轉(zhuǎn)型時的膨脹速度過快過大,反復(fù)脹縮而使樹脂強(qiáng)度降低。(
29、5)樹脂的熱穩(wěn)定性能差,使用時水溫過高,例如凝結(jié)水回收水溫較高,往往(wngwng)會引起樹脂碎裂,使強(qiáng)度降低。(6)由于樹脂保管不當(dāng),失水干燥,一旦遇水就會脹裂;或是環(huán)境溫度低于0,因樹脂內(nèi)部水分凍結(jié)而脹裂、破碎,造成樹脂的強(qiáng)度降低。16、離子交換樹脂使用后顏色變深說明什么?離子交換樹脂是一種半透明或透明的物質(zhì),依其組成的不同,其顏色也不一樣,苯乙烯系樹脂均呈黃色;丙烯酸系樹脂有的無色透明,有的呈乳白色。一般講,交聯(lián)劑多,原料中雜質(zhì)多,制出的樹脂顏色則深。離子交換樹脂在使用一段時間后,由于水中的鐵質(zhì)或有機(jī)物的污染,其顏色也會變深;失效(sh xio)的離子交換樹脂的顏色,比再生好的樹脂要稍深
30、一些。因此有時候可以從樹脂顏色的變化(binhu),看出樹脂的“失效(sh xio)”程度。17、樹脂受到污染的原因是什么?離子交換樹脂在運(yùn)行的過程中,如果發(fā)現(xiàn)顏色變深;樹脂交換容量不斷地下降;清洗水不斷地增加;出水水質(zhì)變差;周期性制水量不斷下降等現(xiàn)象,可以認(rèn)為樹脂受到污染。污染的原因主要有:(1)有機(jī)物引起的污染 有機(jī)物質(zhì)在水中往往帶有負(fù)電,成為陰離子交換樹脂污染的主要物質(zhì)。有機(jī)物主要是存在于天然水中的腐殖酸、膠團(tuán)性的有機(jī)雜質(zhì)、相對分子質(zhì)量從500至5000的高分子化合物以及多元有機(jī)羧酸等,這些物質(zhì)吸附在樹脂上,有的占據(jù)或者結(jié)合了樹脂上的活性基團(tuán),有的使樹脂的強(qiáng)堿活性基團(tuán)堿性降低而降解,使樹
31、脂降低了離子交換能力。這類污染從COD的監(jiān)測中可以檢出。(2)油脂引起的污染 水中往往含有油類物質(zhì),形成膜狀物,堵塞或包裹了樹脂的微孔(wi kn),阻礙樹脂微孔中的活性基團(tuán)進(jìn)行離子交換。(3)懸浮物引起的污染 水中懸浮物質(zhì),緊裹著樹脂表面(biomin)的液膜層,從而隔絕了樹脂的離子交換過程,使樹脂受到污染。這種污染以陽離子交換樹脂為多。(4)膠體物質(zhì)引起的污染 水中膠體顆粒常帶負(fù)離子,使陰離子交換(jiohun)樹脂受到污染。膠體物質(zhì)中以膠體硅對樹脂的危害最大,它吸附并在樹脂的表面上聚合,阻止樹脂進(jìn)行離子交換。(5)高價金屬離子引起的污染 原水中的高價金屬離子(如混凝劑中高價金屬離子的后移
32、等),如Al3+、Fe3+等擴(kuò)散進(jìn)入陽離子交換樹脂的內(nèi)部,由于這些高價金屬離子的交換勢能高,與樹脂中的固定離子SO3-牢固結(jié)合形成Al(SO3)3、Fe(SO3)3等,從而使這部分的固定離子失去作用,喪失了離子交換能力。(6)再生劑不純引起的污染 離子交換樹脂的再生劑不純往往混有許多雜質(zhì),尤其是燒堿(NaOH)中的雜質(zhì)甚多,如Fe3+、NaCl、Ns2CO2等,對陰離子交換樹脂的污染最為嚴(yán)重。此外,細(xì)菌、藻類以及(yj)水中含氟、氨基酸之類物質(zhì)等也會不同程度地使樹脂受到污染。18、為什么陰離子交換樹脂容易(rngy)變質(zhì)?陰離子交換樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性要比陽離子交換樹脂差,所以陰離子樹脂對于氧化劑和高溫的抵抗能力較弱。陰離子樹脂最易受到侵害的部位是分子中的氮,如季銨型的強(qiáng)堿悸陰樹脂在受到氧化劑侵蝕時季銨逐漸變?yōu)槭邃@、仲胺、伯胺,使得堿性減弱,最后降解為非堿性物質(zhì)。
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