树脂的性能

树脂性能的差异和能力可以从正常预期的年度损耗率离子交换树脂。典型的摩擦损失,预计会包括:(1)强阳离子树脂:每年3%三年或1000000女孩/ cu.ft;(2)强阴离子树脂:两年每年25%或1000000女孩/ cu.ft;(3)弱阳离子/阴离子:每年10%为两年或750000女孩/铜。英尺。稳定的树脂交换容量下降是运营商关注的问题,有几个条件:

不适当的回流。排污的树脂船在浪涛步骤可能发生如果过高回流流量使用。这个流量是依赖于温度,必须相应的监管。同时,必须分配足够的时间倒流,以确保干净的床前化学注入。

通灵。的乳沟和开沟树脂床可能是由于错误的操作规程或堵塞床或暗渠。这可能意味着解决方案治疗遵循阻力最小的路径,穿过这些皱纹,和失败联系活动组织在其他地方的床上。

不正确的化学应用。树脂再生剂时能承受能力应用于浓度过高或过低。另一个重要的参数是在化学应用再生剂分配器的位置。过度稀释的再生剂化学可以发生在船如果经销商所在地过高在树脂床之上。一个建议

机械应变。当破碎的珠子和罚款迁移到顶部的树脂床服务期间,机械应变是导致沟道效应引起的,压力降增加,或者过早突破。这些的组合

树脂污染。除了列出的物理容量损失的原因之前,有一些化学问题,值得引起关注,特别是一些形式的树脂污染,可能被发现。

有机污染发生在有机物沉淀到基本阴离子树脂交换网站。然后再生效率降低,从而降低树脂的交换容量。有机污染的原因是富啡,腐殖质、单宁酸或降解产物的DVB(二乙烯基苯交联阳离子树脂材料)。DVB是通过氧化降解,导致下游阴离子树脂的不可逆污染。

铁污染是由两种形式铁离子;不溶性形式将外套树脂珠表面和可溶性形式可以交换和连接到交换树脂珠上网站。这些离子交换可以通过后续周期和氧化

硅污染是阴离子树脂不溶性二氧化硅的积累。它是由不当引起再生允许硅酸盐(离子形式)水解可溶性硅酸进而聚合形成胶体珠子硅酸。硅污染发生在弱碱性阴离子树脂再生时的silica-laden浪费腐蚀性strongbase阴离子树脂,除非中间部分

微生物污染(MB)成为一个潜在的问题时微生物的增长是由有机化合物,氨、硝酸盐等集中在树脂。MB污染增加压力下降的迹象,插经销商侧根和高度污染的处理过的水。

硫酸钙污染发生在硫酸用于再生一个阳离子交换器疲惫后的水富含钙。沉淀的硫酸钙(石膏),形式会导致钙和硫酸泄漏在随后的服务运行。给定一个输入足够的钙在水治疗,硫酸钙污染尤其流行当再生剂的溶液百分比大于5%,或温度大于100 * F,或者当流量小于1流量/立方英尺。逐步注入硫酸再生期间可以帮助防止污染。

铝污染树脂时就会出现铝明矾或其他凝聚剂的浮冰预处理遇到的树脂珠。这浮冰外套树脂珠和离子形式将交换。然而,这些离子不再生,所以可用的交换期间有效地移除网站数量不断减少。

发现铜污染主要在冷凝抛光的应用程序。容量损失是由于铜氧化物涂层树脂珠子。

石油污染不会引起化学降解但给失去能力由于拍摄的树脂珠子和减少活性表面。聚集的珠子也会发生导致压降增加,通灵,过早突破。可以缓解oil-fouling问题的表面活性剂的使用。

操作测序方面的考虑

操作的模式离子交换单元从一个系统可以有很大区别,这取决于用户的需求。服务和再生周期可以完全手册完全自动,并与再生的方法,逆流,或外部。疲惫阶段称为服务运行。这是紧随其后的是再生阶段,有必要把床回到初始条件周期。再生阶段包括四个步骤:反洗干净的床上,引入过多的再生剂,缓慢冲洗或位移步骤慢慢推动再生剂通过床上,最后一个快速冲洗去除多余的树脂再生剂,洗提浪费不必要的离子。

服务周期,服务周期通常是被一个或终止的结合以下标准:

•高废水电导率。

•总加仑的吞吐量。

•高压下降。

•终止服务周期可以手动或自动启动。

回流周期——通常,再生序列的第一步是为了反向流从服务周期使用足够的体积和流速开发适当的床上扩张的目的是去除悬浮物质(crud)被困在离子交换床在服务周期。反冲洗废水收集的原水进口经销商通过价值排序和转移到垃圾。回流率和内部设计应避免潜在损失整个珠树脂在回流的一步。(低水温意味着更多的粘性力和扩张)。

再生剂的介绍,介绍再生剂的化学物质可以平行或逆流取决于废水要求,操作成本,等等。再生剂用量(磅/立方英尺)、浓度、流量、和接触时间决心为每个应用程序。再生剂分布和收集系统必须提供统一的联系在床上,应该避免再生剂的藏身之处。额外的污水得到纯度逆流系统因为最后树脂接触的服务将是最高度再生树脂在床上,创建一个抛光效果。

位移缓慢冲洗周期——再生的最后步骤序列通常终止在可接受的质量。清洗步骤,之前的位移,这通常是一个扩展的再生剂引入的步骤。位移步骤是设计给最终与树脂接触,消除大量的树脂再生剂的床上度过的。

快速冲洗周期,快速冲洗步骤基本上是服务周期除了污水转移浪费直到质量证明。最后冲洗总是在同一个方向的服务流。因此,在逆流系统位移和冲洗流将在相反的方向流动。

操作顺序:混合床单位

混床单位,在阳离子和阴离子树脂混合在一起完全由压缩空气在相同的容器。阳离子和阴离子树脂被相邻构成无限的阳离子阴离子交换剂。污水质量获得从一个设计良好的和混床换热器操作会容易产生软化水的电导率小于0.5 mmho和二氧化硅不到10磅。

服务周期——操作模式而言,的服务周期mixedbed单元非常类似于一个传统的两个系统,在这个水流入容器的顶部,在床上,净化废水底部。在混床的再生和它的制备不同于两个设备。树脂必须分开,单独再生,并为下一个服务周期混音。

回流循环再生之前,阳离子和阴离子树脂由反洗流量的3.0到3.5 gpm /英国《金融时报》。分离是因为不同密度的两种类型的树脂。阳离子树脂,重,落定在底部,而阴离子树脂,打火机,落定的阳离子树脂。反洗后,床可以安定下来5到10分钟,形成两个明显不同的层。分离后,两个独立树脂再生。

再生剂的介绍——阴离子树脂再生的腐蚀性向下流动的分销商放置在床上,而阳离子树脂再生与盐酸或硫酸,通常向上流动。乏酸和碱在界面收集器收集,位于这两种树脂的界面。再生剂注入可以同时进行描述或顺序。在连续再生,阳离子-树脂再生应先于anion-resin再生,防止碳酸钙、镁的可能性氢氧化物沉淀的,这可能发生,因为anion-regeneration浪费接触精疲力竭的阳离子树脂。如果这降水发生,它可以犯规的树脂界面。这样就变得非常关键的只有混床安装换热器去除矿物质传入的原水。

对于连续再生,在碱和酸注入期间,一个阻塞流提供软化水的再生剂注入的相反方向。这是需要进入阳离子树脂和防止腐蚀性酸进入阴离子树脂。当再生同时进行,酸和碱注射流像阻塞流,不需要额外的阻塞流与水。在几个sequential-type再生系统,酸注入向下流动通过中央接口收集器现在还充当酸分销商。

清洗和空气混合循环,酸和碱注射完成后,阳离子和阴离子树脂冲洗慢慢去除大部分的再生剂,完全没有试图消除它。使用后的7到10加仑的缓慢冲洗体积每立方英尺的每种类型的树脂,单位是排水降低水树脂床上方几英寸。树脂现在混音与空气的上升气流。重新合成后,单位是完全装满了水慢慢从顶部,防止anion-resin分离上层。混床换热器是然后冲洗流速快。污水水的导电率可能是非常高的几分钟,然后突然下降值通常观察到在服务周期。这种现象是混合床的特征,是由于吸收剩余的酸或碱在不同部分的床上,由一个或其他树脂。毫无疑问,这导致树脂产能的损失,但这种损失可以忽略不计的长度相比服务周期和节省再生所需的总时间。

392年水和废水处理技术操作顺序:柔软剂单位

以下是所涉及的基本步骤的再生水软化剂。

反洗后,疲惫,床回流效应50%最低床膨胀释放任何困空气从空气的口袋,减少床的密实度,重新分类树脂粒子,清除任何暂停的床不溶性材料。反洗通常在5 - 6流量/英国《金融时报》进行的。然而,回流流率直接与水的温度成正比。

盐水Iiyection -反洗后,5%到10%的盐水溶液注入30分钟期间。的最大恢复树脂的交换容量10%盐水溶液的力量。盐水注射通过独立的分销商将略高于树脂床。

位移或缓慢冲洗-盐水注射后,剩下的盐溶液在船流离失所的缓慢,以同样的速度盐水注射速率。缓慢冲洗应持续至少15分钟,缓慢冲洗体积不应少于10加仑/立方英尺的树脂。的实际持续时间缓慢冲洗应基于这两个参数的更大。

快速进行冲洗,冲洗去除过度盐水树脂。清洗操作时通常停止污水氯浓度小于5 - 10 ppm超过影响氯浓度和硬度等于或小于1 ppmCaCO。

每个安排都大大不同操作和安装成本。选择的重要因素是:

1。影响水分析。

2。流量。

3所示。流出物质量。

4所示。浪费的要求。

5。操作成本。

选择性和总则

如上所述,离子交换反应化学计量和可逆的,以这种方式他们是类似于其他解决方案阶段的反应。例如:

倪NiS04 + Ca (OH) 2 = (OH) 2 + CaS04

在这个反应中,硫酸镍镍离子的交换(NiS04)钙离子的氢氧化钙(Ca (OH) 2)分子。同样,与氢离子树脂可用于交换这些离子对镍离子交换的解决方案。反应可以写成:

2 (R-S03H) + NiS04 = 2倪+ H2S04 (R-S03)

R代表的有机部分树脂和S03离子活性基团的固定部分。两个树脂网站需要镍离子+ 2价(Ni + 2)。三价铁离子需要三个树脂网站。如图所示,离子交换反应是可逆的。反应进行程度取决于树脂偏好,或选择性,镍离子相比,其对氢离子的偏好。树脂的选择性对于一个给定的测量离子的选择性系数。在其最简单的形式的反应

R + + B + = RB + + +

表示为:K = (B +的浓度在树脂/ A +的浓度在树脂)x (A +的浓度在解决方案/ B +集中解决方案)。

选择性系数表达的相对分布的离子在树脂+表单包含B +离子是放置在一个解决方案。表2给出了选择性的强酸和强碱离子交换树脂对各种离子的化合物。应该指出,选择性系数不是常数而是随溶液条件的变化。它提供一种确定会发生什么当各种离子。如表2所述,强酸树脂有偏爱镍氢。尽管这种偏好,树脂可以转换回氢形成的浓溶液接触硫酸(H2S04):

倪(R-S04) 2 + 2 (R-S03H) + NiS04 H2S04

正如我们上面所提到的,但稍有不同,这一步被称为再生。一般来说,更高的偏好特定离子树脂展品,交换效率越大的树脂去除离子的解决方案的能力。然而,更高的偏好特定离子将导致增加了再生消费的化学物质。

目前树脂表现出一系列的选择性,因此有广泛的应用。作为一个例子,强酸树脂,二价钙离子的相对偏好(Ca + 2)在二价铜离子(铜+ 2)大约是1.5

为1。heavy-metal-selective树脂,偏好逆转,有利于铜的比例为2.300比1。

表2。离子交换树脂的选择性下降的偏好。

强酸阳离子换热器	强碱阴离子交换剂
钡	碘化
铅	硝酸
钙	硫酸氢
镍	氯
镉	氰化物
铜	碳酸氢
锌	氢氧化
镁	氟化
钾	硫酸
氨钠
氢

离子交换树脂分为阳离子交换器,带正电的离子移动用于交换,和阴离子交换剂,其可交换离子带负电。阴离子和阳离子树脂都是由相同的基本有机聚合物。他们得组不同烃网络。这个功能组决定了树脂的化学行为。树脂可以大致分为强或弱酸性阳离子交换剂或强或弱碱阴离子交换剂。

强酸树脂的得名是由于它们的化学行为类似于强酸。高度电离的树脂酸(R-S03H)和盐(R-SOjNa)形式。他们可以把相应的酸金属盐的反应:

2 (R-S03H) + NiCl2 -»•(R-S04),镍+ 2用盐酸

氢和钠形式的强酸树脂高度分离和交换Na + H +很容易用于交换在整个pH值范围内。因此,强酸树脂的交换容量是独立的解决方案博士这些树脂用于氢形成完全消电离;它们用于软水的钠形式(除钙、镁)。疲惫后,树脂转换回氢形式(再生)接触强酸溶液,或树脂可以召集到钠和氯化钠溶液形式。在上面,盐酸(盐酸)再生会导致集中氯化镍(NiCl)的解决方案。

在弱酸树脂,得集团是羧酸(羧基)而不是磺酸集团(S03H)用于强酸树脂。这些树脂的行为类似于弱弱的有机酸。弱酸性树脂表现出更高的亲和力比强酸树脂为氢离子。这个特征允许再生酸氢形成显著低于需要强酸树脂。几乎完全再生可用化学计量来完成大量的酸。弱酸树脂的离解度的解决方案博士的强烈影响因此,树脂的能力在一定程度上取决于解决方案获得图1显示一个典型的弱酸性树脂有限能力低于pH值为6.0。使它不适合消电离酸性金属加工废水。

树脂如强酸、强碱树脂高度电离,可以使用在整个pH值范围内。这些树脂用于氢氧化物(OH)对水的形式消电离。他们将与在溶液中阴离子反应,可以将一个纯水酸溶液:

再生用浓氢氧化钠(氢氧化钠)精疲力竭的树脂转化为氢氧化形式。

就像弱酸弱碱树脂树脂,电离度的强烈影响博士因此,弱碱树脂表现出最低交换能力高于pH值为7.0。仅仅这些树脂吸附强酸:他们不能把盐。

在一个离子交换水消电离装置,废水将首先通过强酸树脂的床上。更换金属阳离子(Ni + 2。铜+ 2)与氢离子将降低解决方案博士阴离子(S04”2。CI”)与弱碱树脂可以删除,因为进入废水通常将酸性和弱碱树脂山梨酸。弱碱树脂优于强碱树脂,因为他们需要更少的再生剂的化学物质。之间的反应树脂的游离碱形式和用盐酸将进行如下:

弱碱树脂没有一种氢氧离子和强碱树脂。因此,只需要中和吸收再生酸:它不需要提供氢氧根离子。更便宜的弱碱性试剂如氨(NH3)或碳酸钠可以使用。螯合树脂的行为类似于弱酸性阳离子树脂,但表现出高度的选择性重金属阳离子。螯合树脂是类似于螯合化合物中发现金属加工废水;也就是说,他们倾向于与重金属形成稳定的复合物。事实上,这些使用的官能团树脂是一种EDTAa化合物。钠树脂结构形式表示为R-EDTA-Na。高度的选择性的重金属允许这些离子化合物的分离解决方案包含高背景水平的钙,镁,钠离子。重金属的螯合树脂表现出更大的选择性比氢的形式其钠盐形式。 Regeneration properties are similar to those of a weak acid resin; the chelating resin can be converted to the hydrogen form with slightly greater than stoichiometric doses of acid because of the fortunate tendency of the heavy metal complex to become less stable under low pH conditions. Potential applications of the chelating resin include polishing to lower the heavy metal concentration in the effluent from a hydroxide treatment process or directly removing toxic heavy metal cations from wastewaters containing a high concentration of nontoxic, multivalent cations. Table 3 shows the preference of a commercially available chelating resin for heavy metal cations over calcium ions. (The chelating resins exhibit a similar magnitude of selectivity for heavy metals over sodium or magnesium ions.) The selectivity coefficient defines the relative preference the resin exhibits for different ions. The preference for copper (shown in Table 3) is 2300 times that for calcium. Therefore, when a solution is treated that contains equal molar concentrations of copper and calcium ions, at equilibrium, the molar concentration of copper ions on the resin will be 2300 times the concentration of calcium ions. Or, when solution is treated that contains a calcium ion molar concentration 2300 times that of the copper ion concentration, at equilibrium, the resin would hold an equal concentration of copper and calcium.

表3。金属离子螯合阳离子树脂选择性

金属	公里/创新艺人经纪公司
Hg + 2	2800年
铜+ 2	2300年
Pb + 2	1200年
倪+ 2	57

金属	公里/创新艺人经纪公司
锌+ 2	17
Cd + 2	15
公司+ 2	6.7
铁+ 2	4.7
Mn + 2	1.2
Ca + 2	1

a -金属在钙离子选择性系数的pH值4。

a -金属在钙离子选择性系数的pH值4。

继续阅读:设备和操作

这篇文章有用吗?

0 0