离子树脂工艺技术
离子交换树脂是一种传统的水处理工艺,其中水中的各种阴离子和阳离版子被阴离子交换树脂和阳权离子交换树脂所取代。
阴离子和阳离子交换树脂可以分别或按不同比例形成离子交换正床系统、离子交换负床系统和离子交换混合床系统,并且通常使用混合床系统。
反渗透等水处理工艺是用来生产超纯水、高纯水的终端工艺,它是用来制备超纯水的一种不可替代的手段。其出水电导率可低于0.2μS/cm以下,出水电阻率达到5MΩ.cm以上,根据不同的水质及使用要求,出水电阻率可控制在5~18MΩ.cm之间。
被广泛应用在食品行业、医药行业、工业超纯水、医药超纯水、高纯水等领域上。
2. 离子交换树脂是什么
离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。
3. 离子交换树脂的主要应用是什么
(1)水处理。离子交换树脂在水处理领域的需求量很大,约占其产量的专90%,主要用于水中的各种阴阳离属子的去除,目前,多用在火力发电厂的纯水处理上。
(2)食品工业。离子交换树脂可用于糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如,高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。
(3)石油化学工业。在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
(4)环境保护。许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用离子交换树脂进行回收使用,如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
(5)其他。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
4. 离子交换树脂
水中含有钙、镁、钾、钠、铝、铁等金属阳离子,同时含有碳酸,氯,OH-,SO4,N2O-,等阴离子,当然都是微量的。但有的地方(比如说你们的井水),水中富含氟离子、砷、铬、铅、汞等重金属元素,他们对人体的骨骼,结缔组织有影响。比如说铝、铅影响智力,砷汞影响骨骼和大脑,氟使人骨质疏松。尤其是工厂下游的生活取水源含有微量油脂,氯和一些重金属,形成地方病。具体含有什么元素最好找水质部门检验一下。
我们的生活用水一般是出去钙镁及油脂的原水。经过次氯酸消毒杀去大肠杆菌,硫酸厌氧菌等细菌的水质。所以我们家中净化一般是指进一步过滤水中的金属离子、重金属离子和有害阴离子,室水质达到二级(去离子)水的标准。
至于井水,应该看附近有什么矿产而定。以及附近浅水污染情况而定。
树脂分为阴离子型树脂的和阳离子型树脂的!又有商用家用之分的!
阳离子型的是去除金属,但它能使水变成酸性!
阴离子型的是去除酸根,但是它能使水变碱性!
一般工业过滤采用,阳离子→阴离子→阴阳离子混合型→这个顺序过滤。
所以建议你:采用家用离子树脂。按照上面顺序分三个过滤器过滤。最好卖点精密ph试纸(ph4到9)的.估计家用水的酸碱性不能太大,但还是建议你用一下,在混合树脂出口测到ph5-8之间才可饮用。一般偏碱性较好。(偏碱性的重金属沉淀脱除比较干净)
过滤油脂用活性炭(就是高温干馏的木炭灰)(干馏就是隔绝空气)
建议你按这个顺序过滤:
脱脂过滤纸(就是饮水机的那个白纸垫)→活性炭→(有条件的话加白银,白银脱毒效果好)→阳离子树脂→阴离子树脂→阴阳离子树脂混合→脱脂过滤纸(就是饮水机的那个白纸垫)→盛水器皿
如果你大量过滤就涉及到切换过滤装置和再生,建议你做三套随时备用。切忌所有的过滤装置都要及时切换下来清洗,否则有害物质饱和后会形成二次污染,比原水的毒害性更大。
5. 离子交换树脂的原理及应用是什么
原理
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
由于实际工作的需要, 软化水设备的标准工作流程主要包括:工作(有时叫做产水,下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中,全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。
反洗:工作一段时间后的设备,会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物,把这些污物除去后,离子交换树脂才能完全曝露出来,再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入,从顶部流出,这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。
吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响。
慢冲洗(置换):在用盐水流过树脂以后,用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗,由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。
快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。
应用
1)水处理
水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。目前,离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上,其次是原子能、半导体、电子工业等。
2)食品工业
离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如:高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后,再经水解反应,产生葡萄糖与果糖,而后经离子交换处理,可以生成高果糖浆。离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业
制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。链霉素的开发成功即是突出的例子。近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业
在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。如树脂可反复使用,产品容易分离,反应器不会被腐蚀,不污染环境,反应容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制备,就是用大孔型离子交换树脂作催化剂,由异丁烯与甲醇反应而成,代替了原有的可对环境造成严重污染的四乙基铅。
5)环境保护
离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6)湿法冶金及其他
离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
其他补充:
离子交换技术有相当长的历史,某些天然物质如泡沸石和用煤经过磺化制得的磺化煤都可用作离子交换剂。但是,随着现代有机合成工业技术的迅速发展,研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂,并开发了多种新的应用方法,离子交换技术迅速发展,在许多行业特别是高新科技产业和科研领域中广泛应用。近年国内外生产的树脂品种达数百种,年产量数十万吨。
在工业应用中,离子交换树脂的优点主要是处理能力大,脱色范围广,脱色容量高,能除去各种不同的离子,可以反复再生使用,工作寿命长,运行费用较低(虽然一次投入费用较大)。以离子交换树脂为基础的多种新技术,如色谱分离法、离子排斥法、电渗析法等,各具独特的功能,可以进行各种特殊的工作,是其他方法难以做到的。离子交换技术的开发和应用还在迅速发展之中。
离子交换树脂的应用,是近年国内外制糖工业的一个重点研究课题,是糖业现代化的重要标志。膜分离技术在糖业的应用也受到广泛的研究。
离子交换树脂都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯),通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架,再在骨架上导入不同类型的化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状,也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范围内,大部分在0.4~0.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性),化学性质也很稳定,在正常情况下有较长的使用寿命。
离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团,它即是交换官能团,在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH-或Cl-),同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换,从而将溶液中的离子分离出来。
离子交换树脂的品种很多,因化学组成和结构不同而具有不同的功能和特性,适应于不同的用途。应用树脂要根据工艺要求和物料的性质选用适当的类型和品种。
6. 离子树脂在废水处理过程中的工作原理是什么
离子交换树脂在废水处理过程中的工作原理主要是用来吸附及脱附,下面就介绍一下工艺的运用。
吸附原理
漂莱特树脂在实际应用过程中,废水中的有毒有机物质通过吸附树脂(吸附剂)床时,吸附剂和溶质分子之间产生了范德瓦尔引力,溶质分子被吸附在吸附剂表面(一般吸附剂比表面积越高,吸附量越大)。当吸附剂分子与溶质分子能形成氢键时,则可大大提高吸附选择性,有利于溶质分子同水溶液的分离,从而使有毒有机废水得到净化。
脱附原理:
被吸附的溶质选用适当的方式即可完全洗脱,英国离子交换树脂可重复利用。溶液经大孔树脂固定床吸附,吸附流出液有些可直接达标排放,有些稍加调节pH值即可达标排放,有些经深度处理方可达标排放,有的还可作为洗涤水加以重复利用。吸附达饱和的树脂用脱附剂脱附,低浓度脱附液可在下一批次继续作为脱附剂使用,高浓度脱附液可回用到生产工段,或者直接回收产品加以综合利用,实现污染物的资源化。
因此,选用比表面积高、孔径适中、孔分布窄、机械强度高的漂莱特软化树脂可提高树脂的吸附、脱附能力,适当调节树脂极性的大小,使吸附剂和溶质分子之间人为的产生氢键作用,可大大提高树脂的吸附选择性和树脂固定床吸附工艺的效率。
~~~~~~~~~有问题可以追问!
7. 磺酸基阳离子交换树脂工艺的初步设计
首先在开始使用系统以前检查柱子有否微生物生长,否则柱子会堵塞,柱压会升高到无法接受的水平。然后,不接检测器,正向安装色谱柱,使用纯甲醇以0.6ml/min流速冲洗约10倍柱体积。
再连接检测器,用纯甲醇以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。
然后使用去离子水以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。
最好再确保连接好保护柱(多使用相应柱制造商针对性提供的保护柱),再用选用的洗脱液以0.6ml/min流速平衡1h以上,进样检测。同样,若洗脱液中含有缓冲盐类,在用分析洗脱液平衡之前,先用不含缓冲盐的同比例洗脱液过渡,冲洗约10倍柱体积,避免缓冲盐在分析柱内析出。
特别注意:
①洗脱液要求是新制的缓冲液。对于阳离子交换柱,多用柠檬酸或酒石酸缓冲液(或其混合溶液)、邻苯二甲酸缓冲液,pH范围从2.5到6.5;对于阴离子交换柱,多用磷酸缓冲液、硝酸铵溶液(1mMol/L),邻苯二甲酸缓冲液,pH范围从2.5到6.5。绝对禁止使用水杨酸缓冲液,因水杨酸分解产物会改变固定相的性质。洗脱液在使用以前必须用0.45um滤膜过滤并彻底脱气,以防止发生检测和泵送问题。
②提倡在室温环境使用,为了提高分析的稳定性,可以设置高于室温5~10℃的柱温,最好不要在40℃以上使用。
③使用过程中不要超过其耐受最高压力。
④增加流速或者降低流速要采取小的间隔变化以防止柱床的扰动。更换柱子,必须先降低流量至0,等待洗脱液完全流出柱子,压力变化到0(约2min)后再更换。
⑤必须防止将来自流动相或者样品中的疏水性或与流动相极性差别很大的化合物进入色谱柱,特别地,要绝对禁止导入颗粒杂质,以防止操作压力增高,污染物难以或者不能去除。
(6)分析完毕,净化程序基本同C18柱,先用去离子水以0.6ml/min流速冲洗约20倍柱体积。然后用甲醇以0.6ml/min流速冲洗约10倍柱体积,纯甲醇饱和后密封保存即可。(注意:一定要确保在柱子内没有缓冲液或者其他含盐类的洗脱液的情况下保存色谱柱。)
(7)长时间保存后重新使用,重复上述(1)~(6)即可。
8. 膜分离工艺和离子交换树脂的区别
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离内、纯化、浓缩容的过程称作膜分离。
离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。
9. 离子交换树脂厂家
目前离子交抄换树脂的生产厂家有很多,但是有一些只是一个小小的代工厂在生产方面缺少核心技术,所生产出来的树脂往往使用寿命短,分离能力较差,过滤效果不稳定等。
如果你对出水稳定性这方面的要求比较高的话,建议使用进口的离子交换树脂,进口的离子交换树脂的厂家,拥有核心技术和市场上比较热门的有:
漂莱特、朗盛、陶氏、罗门哈斯、三菱。