凡外觀透明、具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂統(tǒng)稱為凝膠型離子交換樹脂。這類樹脂表面光滑,球粒內(nèi)部沒有大的毛細孔。在水中會溶脹成凝膠狀。樹脂內(nèi)大分子之間的間隙為2~4nm。一般無機小分子的半徑在1nm以下,因此可自由地通過離子交換樹脂內(nèi)大分子鏈的間隙。在無水狀態(tài)下,凝膠型離子交換樹脂的分子鏈緊縮,體積縮小,無機小分子無法通過。所以,這類離子交換樹脂在干燥條件下或油類中將喪失離子交換功能。
針對凝膠型離子交換樹脂的缺點,人們研制了大孔型離子交換樹脂。大孔型離子交換樹脂外觀不透明,表面粗糙,為非均相凝膠結(jié)構(gòu)。即使在干燥狀態(tài),內(nèi)部也存在不同尺寸的毛細孔,因此可在非水體系中起離子交換和吸附作用。值得注意的是,大孔型離子交換樹脂具有很大的比表面積,因此其吸附功能十分顯著,不容忽視。
樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛,通常是應(yīng)用在電鍍行業(yè)廢水處理與重金屬回收,PVC行業(yè)廢水除汞,半導(dǎo)體行業(yè)超純水制備,蒸發(fā)冷凝水氨氮深度處理,垃圾滲濾液氨氮深度處理,地下礦井水氟化物控制,農(nóng)村飲用水鐵錳控制,生活污水脫氮除磷,礦泉水硝酸鹽,溴化物,砷酸鹽控制等水處理工程與技術(shù)服務(wù)。
凝膠型離子交換樹脂特性
1.凝膠型離子交換樹脂在線性流速為10m/h的條件下,壓力降約為13kPa/m;
2.逆洗流速為6.5m/h,水溫為15攝氏度條件下,樹脂床體膨脹率為70%;
3.壓降數(shù)據(jù)主要以干凈水為進水次采水周期方有效。
離子交換是一種可逆的化學(xué)反應(yīng),其中從溶液中除去溶解的離子并用相同或類似電荷的其他離子替換。離子交換樹脂本身不是化學(xué)反應(yīng)物,而是促進離子交換反應(yīng)的物理介質(zhì)。樹脂本身由形成烴網(wǎng)絡(luò)的有機聚合物組成。整個聚合物基質(zhì)是離子交換位點,其中帶正電離子(陽離子)或帶負(fù)電離子(陰離子)的所謂“官能團”固定在聚合物網(wǎng)絡(luò)上。這些官能團容易吸引相反電荷的離子。
在離子交換循環(huán)期間,將待處理的溶液加入離子交換樹脂床中并使其流過樹脂。當(dāng)溶液移動通過離子交換樹脂時,樹脂的官能團吸引溶液中存在的任何抗衡離子。如果官能團對新抗衡離子的親和力大于已經(jīng)存在的那些離子,那么溶液中的離子將移除現(xiàn)有的離子并取代它們,通過共享的靜電吸引力與官能團結(jié)合。通常,離子的尺寸和/或價數(shù)越大,其與相反電荷的離子的親和力就越大。
當(dāng)樹脂再生過程中,一旦使用了質(zhì)量不好的工業(yè)鹽酸或副產(chǎn)品鹽酸,其就會對樹脂造成損害,游離氯的含量應(yīng)小于0.1mg/L。防止樹脂被氧化的方法活性炭過濾。因為活性炭具有能夠除去水中游離氯的原理,經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng),當(dāng)活性炭表面吸附的氯已經(jīng)達到一定值時就會發(fā)生很多反應(yīng)。
鋁通常以氫氧化鋁形式存在,由鋁酸鈉或鋁酸鈉用于澄清或沉淀軟化。如果鋁絮狀物通過過濾器,則將樹脂涂在鈉沸石軟化劑中。用酸或苛性堿清洗即可將其除去。通常,鋁在脫礦質(zhì)系統(tǒng)中不是污垢,因為在正常再生期間鋁從樹脂中除去。
如果再生溫度太低,則在強堿陰離子樹脂中可能發(fā)生二氧化硅結(jié)垢,或者如果來自用于再生弱堿單元的SBA單元的廢水含有過多的二氧化硅,則在弱堿樹脂中發(fā)生二氧化硅結(jié)垢。在低pH水平下,二氧化硅的聚合可以在弱堿樹脂中發(fā)生。在耗盡的強堿陰離子樹脂中也可能存在問題。通過在溫(120°F)苛性鈉中長時間浸泡除去二氧化硅污垢。