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强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究一、离子交换树脂的变质离子交换树脂在水处理系统运行的过程中，由于氧化或降解，树脂结构遭受破坏，这是一种不可逆的树脂的劣化，成为树脂的变质。
（一）阳离子交换树脂的氧化1.阳树脂氧化的原因和现象阳树脂氧化的主要原因是由于水中有氧化剂，如游离氯、硝酸根等，水中重金属离子能起催化作用，当温度高时，树脂受氧化剂浸蚀更为严重，其结果是使树脂交换基团降解和交换骨架断裂，树脂颜色变淡和其体积增大。
2.防止树脂被氧化的方法（1）活性炭过滤用活性炭过滤水进行脱氧是防止树脂被氧化的常用方法，其原理是基于吸附作用，并在被吸附的活性炭表面上进行下面的化学反应。
其反应为：C－+HOCl→CO－+HCl活性炭脱氯是一种简单、经济、行之有效的方法，故得到普通应用。
（2）化学还原法化学还原法是在含有余氯的水中，投加一定量还原剂（如SO2或Na2SO3）进行脱氯。
（3）选用高交联度的大孔阳树脂。
（4）避免使用质量差的盐酸其中含有氧化剂对阳树脂造成危害。
（二）强碱性阴树脂的降解在离子交换水处理系统中，强碱性阴树脂通常是置于阳树脂后使用，一般是遭受水中溶解氧的氧化，以及再生过程中碱中所含的氧化剂（如ClO3－和FeO42－）的氧化，其结果是强碱性季铵基团逐渐降解，但不会发生骨架的断链。
在化学除盐工艺中，强碱性阴树脂的降解主要表现为对中性盐的分解容量，特别是对硅的交换容量下降。
季铵基团受氧化后，按叔、仲、伯胺顺序降解的过程如下：2.防止强碱性阴树脂降解的方法(1)真空除气法通过使用真空除气器，减少阴床进水中的氧含量。
(2)降低再生液中含铁量降低再生液中含铁良，必须认真做好碱液系统中的铁的腐蚀控制。
(3)选用隔膜法生产的烧碱，降低碱液中NaClO3的含量（可降至6～7㎎／L）。
二、离子交换树脂的污染与复苏在离子交换处理系统中，由于水中杂质浸入，至使树脂性能下降，因尚未涉及树脂结构的破坏，故这种劣化现象称树脂的污染。
1、交换容量
同类骨架组成的离子交换树脂，弱型的树脂交换容量大于强型树脂，但弱型树脂的机械强度一般较差些
同种类型树脂的交换容量，一般随着交联度的变小而增大，树脂的机械强度要降低一些。
对于水处理用的离子交换树脂，在尽可能选择高容量的同时，还要考虑树脂有足够的机械强度。
2、原水水质
对于只去除水中交换吸附较强的阳离子（如Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）时，不管强酸还是弱酸型树脂都有较强的吸附能力。
但弱酸性树脂较强酸型树脂吸附容量大，用酸再生时，根据选择性顺序可知，弱酸型阳树脂容易再生。
软化水时，若水的碳酸盐硬度比较大（尤其是碱性水），则选用弱酸型阳树脂较为经济。
若必须去除原水中吸附型较弱的阳离子（K+、Na+）和阴离子（如HCO3-、HSiO3-）时，则必须选用强酸性或强碱性树脂。
对于高硬度或高含盐量的原水处理，在选用强酸性(或强碱性）树脂处理之前，应先通过弱酸性（或弱碱性）树脂之前，这样选用树脂最经济合理。
原水中含有较多的有机物时，应选用抗氧化性好，强度高的大孔型树脂。
3、出水水质
在软化水处理时，可选用强酸性树脂或弱酸性树脂组合使用。
在除盐水处理时，一定要选用强型树脂，以去除交换吸附能力较弱的离子，或与弱型树脂组合使用，这在除盐水处理系统中颇为重要。
4、设备的类型
移动床、流动床要求选用耐磨、强度高的树脂。
混床中的两种树脂，则选用其湿真密度相差大的树脂。
一、填空题（每空0.5分，共15分）1、按作用原理不同，废水处理方法可分成生物法、化学法、物理法、物化法四大类。
2、调节池的主要作用是调节水量和均和水质。
3、胶体的稳定性包括：动力学稳定性和聚集稳定性。
混凝处理关键是要破坏胶体的聚集稳定性。
4、根据废水中可沉物的浓度和特性不同，沉淀可分为__自由沉淀___、_絮凝沉淀_、_拥挤沉淀(成层沉淀、区域沉淀)__、_压缩沉淀_四种基本类型。
5、今有一理想平流式沉淀池，体积为V，深度为H，若颗粒沉速为u0，则Q= Vu0/H。
若将其分隔为n层浅池，整个沉淀池进水量保持不变，则每个浅池的表面负荷q0′= u0 /n 。
6、一般规律，对于疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与气泡粘附。
7、穿孔管配水系统属于大阻力配水系统，穿孔板配水系统属于小阻力配水系统。
8、根据作用机理不同，吸附可分为物理吸附、化学吸附、离子交换吸附三种形式。
9、在常温、稀溶液中，离子交换树脂对Ca2+、Cr3+、Ba2+、Na+的离子交换势高低顺序依次为Cr3+ > 、Ba2+ > Ca2+ > Na+。
在离子交换过程中，上述离子最先泄露的是Na+。
10、电渗析膜是_离子交换_膜，电渗析的推动力是___电位差___，电渗析去除的污染物是阴、阳离子。
反渗透膜是_分子扩散（半透）_膜，反渗透的推动力是_压力差__，反渗透膜透过的物质是水或溶剂。
11、油在废水中存在的三种状态①悬浮状态②溶解状态③乳化状态。
12、混凝的四大机理：双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附架桥机理、沉淀物网捕机理二、名词解释（每小题3分，共15分）1、K80：滤料的不均匀系数，K80=d80/d10，K80越大，滤料越不均匀。
2、自由沉淀：指水中悬浮物浓度不高，颗粒在沉淀过程中呈离散状态，而且不具有凝聚性能。
固体颗粒在下沉过程中不改变形状、尺寸、密度、互不干扰，各自完成沉淀过程。
（指水中的悬浮物浓度不高时的一种沉淀类型，在沉淀过程中，悬浮颗粒之间互不干扰，各自独立完成沉淀过程。
如何筛分混合的阴阳离子交换树脂离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂有机高分子上的材料,称之为“离子交换树脂”. 树脂表面带有磺酸 sulfonic acid 者,称为阳离子交换树脂,而带有四级氨离子的,则为阴离子交换树脂.由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子,所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中.见下图离子交换树脂上的官能基虽可去除原水 Feed water 中的离子,但随着使用一段时间之后,因官能基的饱和而导致去离子效率的降低,引发水质劣化的缺点.此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中会受到氧化分解、机械性破裂、担体流出而造成有机物质的溶出.此外,带有电荷的有机物质也会受到离子交换树脂的吸附,使离子交换树脂很容易受到有机物质的污染 Fouling.而有些微生物由於菌体表面带着负电,也会被阳离子交换树脂所吸附,树脂表面因而成为微生物的繁殖场地,造成纯水的污染.在此同时,微生物所产生的代谢产物也会成为有机物质的污染来源.这些都是使用离子交换树脂时,引发水质劣化而不可不注意的地方.通常失去离子去除能力饱和的离子交换树脂,虽然可以经由酸碱药剂的作用来再生,达到重复使用的目的,但若因为有机物质的吸附污染而造成效率不好时,树脂的去除性能就会降低.此外,依再生用化学药剂的品质不同也会有离子交换树脂本身被污染的风险.因此,超纯水系统所使用的离子交换树脂几乎是不能进行再生处理的.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～范围内,大部分在～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.离子交换树脂的处理方法新购树脂常残存较多有机溶剂,低分子聚合物及有机杂质,使用前必须尽量除去,否则将影响树脂的使用寿命.1．将树脂放在一大桶内,先用清水漂洗干净,滤干.2．用80%~90%工业乙醇浸泡24小时,洗去树脂内的乙醇溶性有机物然后抽干滤液供回收乙醇.3．用40~50℃的热水浸泡2小时,洗涤几次后,再浮选或筛选出粒度合适的树脂.目的是洗去树脂内的水溶性杂质和乙醇味.然后抽干.4．用4倍于树脂量的2摩尔/升盐酸1：5溶液浸泡处理2小时要经常翻动,目的是洗去酸溶性杂质.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干.5．用4倍于树脂量的2摩尔/升8%氢氧化钠溶液浸泡2小时需经常翻动,目的是洗去碱溶性杂物.用蒸馏水或自来水洗至中性,抽干,备用.6．如果是阴离子树脂,可转型为C1型或OH型,用盐酸按上法处理一次即可；如是阳离子树脂,可转为H型或Na型,用氢氧化钠按上法处理一次即可.再生,用过的树脂.如希望阳离子树脂为H型、Na型或NH4型,则可分别用盐酸、氢氧化钠或氢氧化铵处理；要使阴离子树脂为C1型、OH型,则可用盐酸或氢氧化钠分别处理.树脂宜保存于阴凉处,但不宜深冻,因深冻会破坏树脂的内部结构.短期存放可置于1摩尔/升盐酸或氢氧化钠溶液中.长期存放可加入适量防腐剂封存.遇到树脂长霉,可用1%甲醛浸泡1小时后,再漂洗干净,然后进行再行处理.详见离子交换树脂的还原方式如果您是再生用于软化的阳树脂,即通过置换的方法使水的硬度降低的,则用工业盐进行再生Nacl,使用量依照树脂量的多少和树脂品牌来计算,再生周期和频率依树脂再生效果和处理水量来定,浓度一般在10%.用盐的原因是盐中的NA离子可以把水中的钙和镁置换出来,此时的树脂只是一个置换的载体,再生后,置换出来的高浓度氯化钙和氯化镁被排出,树脂中的无数看不见的小孔被纳塞满可置换出水中的钙和镁,游离到水中,当置换达到饱和后,就不能进行吸附了,此时再重复再生的步骤已达到软化水质的目的.如果是混床,即MB中使用,内装阴阳两种树脂则需要用盐酸及液碱分别或同时进行再生,废水从中排管中流出,通过交换,盐酸中的H+离子和液碱中的OH-将水中的其他阴阳离子置换而产出更高要求纯度的水,一般都在35%的浓度,同样再生量根据树脂量和再生方法不同而略有差异.再一种就是分床,和混床差不多,只是将两个床的树脂分开,有的用来去除水中固定的金属离子,比如汞,铜等,有的在两塔中加一个脱气塔,吹出CO2以降低水中的溶解二氧化碳以提高水的纯度,我们叫KDA,阳离子用盐酸或硫酸,根据脱除金属离子的不同而选择,如果是阴离子一般都用碱.软化再生时一般用自动再生头时间型或流量型混床一般用PLC编程控制气动或电动阀门来进行再生,也有一些老的设备是手动再生的,方法都差不多,只是人操作每次的再生药剂量和效果差异较大.水处理乃高深学问,几句话也没法表述清楚,还是建议找正规的厂家来处理比较合适.各类离子交换树脂的再生方法再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐.1、大孔吸附树脂简单再生的方法是用不同浓度的溶剂按极性从大到小剃度洗脱,再用2~3BV的稀酸、稀碱溶液浸泡洗脱,水洗至PH值中性即可使用.2、钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍用NaCl量为117g/ l 树脂；氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物.为此,宜先通入1～2%的稀硫酸再生.3、氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和有机物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + %NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150～200g NaCl ,及3～4g NaOH.OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生.4、一些脱色树脂特别是弱碱性树脂宜在微酸性下工作.此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次.干的离子交换树脂如何溶胀,谢谢离子交换树脂是亲水性高分子化合物,当将干的离子交换树脂侵入水中时,其体积常常要变大,这种现象称为溶胀,使离子交换树脂含有水分.由于树脂具有这种性能,因而在其交换和再生过程中会发生胀缩现象,多次的胀缩就容易促使颗粒破裂.影响离子交换树脂溶胀的因素有：1交联度.高交联度树脂的溶胀能力较低.2活性基因.活性基因团易电离,即交换容量越高,树脂的溶胀性越大.3溶液浓度.溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压反而减小,树脂的溶胀就小,所以对于“失水”的树脂,应将其先侵泡在饱和食盐水中,使树脂缓慢膨胀,不至破碎,就是基于上述道理.一般讲,强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H 型,强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型,其体积均增加约5%.。
内蒙古亿利化学工业有限公司热电分厂化学水处理装置操作规程试卷装置岗位姓名成绩题号一二三四五六总分得分一.填空题：（每空1分，共计25分）1、在顺流再生离子交换器的反洗过程中，有树脂跑出，主要是因为反洗强度太大造成的。
运行时出水中有树脂，是排水装置损坏造成的。
2、离子交换器再生时，若再生液的浓度过大，则由于压缩作用，再生效率降低。
3、长期保存离子交换树脂时，最好用蒸煮过的水浸泡树脂，并经常更换蒸煮水，这主要是为了防止微生物和细菌对树脂的污染。
4、逆流再生离子交换器出力下降或再生时再生液流速变小，可能是由于树脂层被压实或树脂层中悬浮物太多等造成的。
这时，为了提高出力，保证再生效果，必须进行大反洗操作。
5、离子交换器产生偏流、水流不均匀现象的原因，可能是进水装置堵塞或损坏；交换剂层被污堵或结块；排水装置损坏等。
6、离子交换树脂的交联度越大，树脂的视密度越大，含水率越小，机械强度越大，再生效率越低。
7、001×7型树脂的全名称是强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，树脂交联度值为7％。
8、201型树脂的全名称是强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂；301型树脂的全名称是弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂；Dlll型树脂的全名称是大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。
9、在浮动床离子交换器的运行中，为了不乱层，交换剂层应呈压实状态，此时水的流速不能低于.7m／h。
10、混合床离子交换器反洗分层的好坏与反洗分层时的水流速有关，同时也与树脂的失效程度有关。
答案：；。
二．选择题（每空1分，共计10分）1、离子水合半径越大，离子电荷数越多，离子交换反应的速度______。
A.越快；B.越慢；C.一直不变2、天然水经Na型离子交换器处理后，水中的含盐量______。
A.有所降低；B.略有增加；C.基本不变3、对H型阳离子交换器，一般都采用盐酸再生，盐酸的性质是：______ 。
A.呈酸性，没有氧化性，没有还原性；B.呈酸性，有氧化性，有还原性；C.呈酸性，没有氧化性，有还原性4、强碱OH型阴离子交换树脂再生后______。
离子交换树脂的结构特点
离子交换树脂是一种特殊的高分子化合物，其结构特点如下：
1. 带有官能团：离子交换树脂含有可以与溶液中的离子进行交换的活性基团，这些基团通常被称为官能团。
2. 具有网状结构：离子交换树脂是由线性高分子链构成的网状结构，这种结构使得树脂具有良好的物理强度和化学稳定性。
3. 不溶性：离子交换树脂是一种不溶于水和有机溶剂的高分子物质，这使得它可以有效地从溶液中分离出离子。
4. 通常是球形颗粒物：离子交换树脂的形状通常是球形颗粒物，这种形状有利于树脂的分离和再生。
5. 孔隙结构：离子交换树脂的内部具有孔隙结构，这种孔隙结构可以分为凝胶型和大孔型两种。
凝胶型树脂的孔径较小，适合用于吸附较小的离子；大孔型树脂的孔径较大，适合用于吸附较大的离子。
6. 分类属性和名称：离子交换树脂的分类属性（酸性或碱性）和骨架（或基因）名称、基本名称共同构成了其全名称。
例如，大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，其中“大孔”表示孔隙结构为大孔型，“强酸性”表示树脂为强酸性，“苯乙烯系”表示树脂的骨架名称，“阳离子交换树脂”表示树脂的基本名称。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业化学家或查阅相关文献资料。
