離子樹脂工藝技術
離子交換樹脂是一種傳統的水處理工藝,其中水中的各種陰離子和陽離版子被陰離子交換樹脂和陽權離子交換樹脂所取代。
陰離子和陽離子交換樹脂可以分別或按不同比例形成離子交換正床系統、離子交換負床系統和離子交換混合床系統,並且通常使用混合床系統。
反滲透等水處理工藝是用來生產超純水、高純水的終端工藝,它是用來制備超純水的一種不可替代的手段。其出水電導率可低於0.2μS/cm以下,出水電阻率達到5MΩ.cm以上,根據不同的水質及使用要求,出水電阻率可控制在5~18MΩ.cm之間。
被廣泛應用在食品行業、醫葯行業、工業超純水、醫葯超純水、高純水等領域上。
2. 離子交換樹脂是什麼
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。
3. 離子交換樹脂的主要應用是什麼
(1)水處理。離子交換樹脂在水處理領域的需求量很大,約占其產量的專90%,主要用於水中的各種陰陽離屬子的去除,目前,多用在火力發電廠的純水處理上。
(2)食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如,高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。
(3)石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
(4)環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用離子交換樹脂進行回收使用,如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
(5)其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
4. 離子交換樹脂
水中含有鈣、鎂、鉀、鈉、鋁、鐵等金屬陽離子,同時含有碳酸,氯,OH-,SO4,N2O-,等陰離子,當然都是微量的。但有的地方(比如說你們的井水),水中富含氟離子、砷、鉻、鉛、汞等重金屬元素,他們對人體的骨骼,結締組織有影響。比如說鋁、鉛影響智力,砷汞影響骨骼和大腦,氟使人骨質疏鬆。尤其是工廠下游的生活取水源含有微量油脂,氯和一些重金屬,形成地方病。具體含有什麼元素最好找水質部門檢驗一下。
我們的生活用水一般是出去鈣鎂及油脂的原水。經過次氯酸消毒殺去大腸桿菌,硫酸厭氧菌等細菌的水質。所以我們家中凈化一般是指進一步過濾水中的金屬離子、重金屬離子和有害陰離子,室水質達到二級(去離子)水的標准。
至於井水,應該看附近有什麼礦產而定。以及附近淺水污染情況而定。
樹脂分為陰離子型樹脂的和陽離子型樹脂的!又有商用家用之分的!
陽離子型的是去除金屬,但它能使水變成酸性!
陰離子型的是去除酸根,但是它能使水變鹼性!
一般工業過濾採用,陽離子→陰離子→陰陽離子混合型→這個順序過濾。
所以建議你:採用家用離子樹脂。按照上面順序分三個過濾器過濾。最好賣點精密ph試紙(ph4到9)的.估計家用水的酸鹼性不能太大,但還是建議你用一下,在混合樹脂出口測到ph5-8之間才可飲用。一般偏鹼性較好。(偏鹼性的重金屬沉澱脫除比較干凈)
過濾油脂用活性炭(就是高溫干餾的木炭灰)(干餾就是隔絕空氣)
建議你按這個順序過濾:
脫脂過濾紙(就是飲水機的那個白紙墊)→活性炭→(有條件的話加白銀,白銀脫毒效果好)→陽離子樹脂→陰離子樹脂→陰陽離子樹脂混合→脫脂過濾紙(就是飲水機的那個白紙墊)→盛水器皿
如果你大量過濾就涉及到切換過濾裝置和再生,建議你做三套隨時備用。切忌所有的過濾裝置都要及時切換下來清洗,否則有害物質飽和後會形成二次污染,比原水的毒害性更大。
5. 離子交換樹脂的原理及應用是什麼
原理
離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團。一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變為軟水,這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作「再生」。
由於實際工作的需要, 軟化水設備的標准工作流程主要包括:工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近,只是由於實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中,全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。
反洗:工作一段時間後的設備,會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物,把這些污物除去後,離子交換樹脂才能完全曝露出來,再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入,從頂部流出,這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鍾左右。
吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體的過程,傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入,全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即可)。在實際工作過程中,鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好,所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生,這個過程一般需要30分鍾左右,實際時間受用鹽量的影響。
慢沖洗(置換):在用鹽水流過樹脂以後,用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗,由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換,根據實際經驗,這個過程中是再生的主要過程,所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同,即30分鍾左右。
快沖洗:為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈,要採用與實際工作接近的流速,用原水對樹脂進行沖洗,這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下,快沖洗過程為5-15分鍾。
應用
1)水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產量的90%,用於水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業等。
2)食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如:高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。
3)制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。
4)合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。
5)環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
其他補充:
離子交換技術有相當長的歷史,某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是,隨著現代有機合成工業技術的迅速發展,研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂,並開發了多種新的應用方法,離子交換技術迅速發展,在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種,年產量數十萬噸。
在工業應用中,離子交換樹脂的優點主要是處理能力大,脫色范圍廣,脫色容量高,能除去各種不同的離子,可以反復再生使用,工作壽命長,運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術,如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等,各具獨特的功能,可以進行各種特殊的工作,是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用,是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題,是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。
離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架,再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀,也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團,它即是交換官能團,在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-),同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹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。
離子交換樹脂的品種很多,因化學組成和結構不同而具有不同的功能和特性,適應於不同的用途。應用樹脂要根據工藝要求和物料的性質選用適當的類型和品種。
6. 離子樹脂在廢水處理過程中的工作原理是什麼
離子交換樹脂在廢水處理過程中的工作原理主要是用來吸附及脫附,下面就介紹一下工藝的運用。
吸附原理
漂萊特樹脂在實際應用過程中,廢水中的有毒有機物質通過吸附樹脂(吸附劑)床時,吸附劑和溶質分子之間產生了范德瓦爾引力,溶質分子被吸附在吸附劑表面(一般吸附劑比表面積越高,吸附量越大)。當吸附劑分子與溶質分子能形成氫鍵時,則可大大提高吸附選擇性,有利於溶質分子同水溶液的分離,從而使有毒有機廢水得到凈化。
脫附原理:
被吸附的溶質選用適當的方式即可完全洗脫,英國離子交換樹脂可重復利用。溶液經大孔樹脂固定床吸附,吸附流出液有些可直接達標排放,有些稍加調節pH值即可達標排放,有些經深度處理方可達標排放,有的還可作為洗滌水加以重復利用。吸附達飽和的樹脂用脫附劑脫附,低濃度脫附液可在下一批次繼續作為脫附劑使用,高濃度脫附液可回用到生產工段,或者直接回收產品加以綜合利用,實現污染物的資源化。
因此,選用比表面積高、孔徑適中、孔分布窄、機械強度高的漂萊特軟化樹脂可提高樹脂的吸附、脫附能力,適當調節樹脂極性的大小,使吸附劑和溶質分子之間人為的產生氫鍵作用,可大大提高樹脂的吸附選擇性和樹脂固定床吸附工藝的效率。
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7. 磺酸基陽離子交換樹脂工藝的初步設計
首先在開始使用系統以前檢查柱子有否微生物生長,否則柱子會堵塞,柱壓會升高到無法接受的水平。然後,不接檢測器,正向安裝色譜柱,使用純甲醇以0.6ml/min流速沖洗約10倍柱體積。
再連接檢測器,用純甲醇以0.6ml/min流速沖洗約20倍柱體積。
然後使用去離子水以0.6ml/min流速沖洗約20倍柱體積。
最好再確保連接好保護柱(多使用相應柱製造商針對性提供的保護柱),再用選用的洗脫液以0.6ml/min流速平衡1h以上,進樣檢測。同樣,若洗脫液中含有緩沖鹽類,在用分析洗脫液平衡之前,先用不含緩沖鹽的同比例洗脫液過渡,沖洗約10倍柱體積,避免緩沖鹽在分析柱內析出。
特別注意:
①洗脫液要求是新制的緩沖液。對於陽離子交換柱,多用檸檬酸或酒石酸緩沖液(或其混合溶液)、鄰苯二甲酸緩沖液,pH范圍從2.5到6.5;對於陰離子交換柱,多用磷酸緩沖液、硝酸銨溶液(1mMol/L),鄰苯二甲酸緩沖液,pH范圍從2.5到6.5。絕對禁止使用水楊酸緩沖液,因水楊酸分解產物會改變固定相的性質。洗脫液在使用以前必須用0.45um濾膜過濾並徹底脫氣,以防止發生檢測和泵送問題。
②提倡在室溫環境使用,為了提高分析的穩定性,可以設置高於室溫5~10℃的柱溫,最好不要在40℃以上使用。
③使用過程中不要超過其耐受最高壓力。
④增加流速或者降低流速要採取小的間隔變化以防止柱床的擾動。更換柱子,必須先降低流量至0,等待洗脫液完全流出柱子,壓力變化到0(約2min)後再更換。
⑤必須防止將來自流動相或者樣品中的疏水性或與流動相極性差別很大的化合物進入色譜柱,特別地,要絕對禁止導入顆粒雜質,以防止操作壓力增高,污染物難以或者不能去除。
(6)分析完畢,凈化程序基本同C18柱,先用去離子水以0.6ml/min流速沖洗約20倍柱體積。然後用甲醇以0.6ml/min流速沖洗約10倍柱體積,純甲醇飽和後密封保存即可。(注意:一定要確保在柱子內沒有緩沖液或者其他含鹽類的洗脫液的情況下保存色譜柱。)
(7)長時間保存後重新使用,重復上述(1)~(6)即可。
8. 膜分離工藝和離子交換樹脂的區別
膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離內、純化、濃縮容的過程稱作膜分離。
離子交換樹脂是帶有官能團(有交換離子的活性基團)、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。通常是球形顆粒物。離子交換樹脂的全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱組成。
9. 離子交換樹脂廠家
目前離子交抄換樹脂的生產廠家有很多,但是有一些只是一個小小的代工廠在生產方面缺少核心技術,所生產出來的樹脂往往使用壽命短,分離能力較差,過濾效果不穩定等。
如果你對出水穩定性這方面的要求比較高的話,建議使用進口的離子交換樹脂,進口的離子交換樹脂的廠家,擁有核心技術和市場上比較熱門的有:
漂萊特、朗盛、陶氏、羅門哈斯、三菱。