離子交換在運行過程中,如果發現顏色變深;樹脂交換容量不斷地下降;清洗水不斷地增加;出水水質變差;周期性制水容量不斷地下降等現象,可以認為樹脂受到污染。污染的原因主要有:
(1).有機物引起的污染 有機物質在水中往往帶有負電,成為
陰離子交換樹脂
污染的主要物質.有機物主要存在於天然水中的腐殖酸,膠團性的有機雜質,相對分子質量從500到5000的高分子化合物以及多元有機羚酸等,這些物質吸附在樹脂上,有的占據或者結合了樹脂上的活性基團,有的使樹脂的強鹼活性基團鹼性降低而降解,使樹脂降低了 離子交換能力。這類污染從COD的監測中可以檢出。
(2).油脂引起的污染水中往往含有油類物類物質,形成膜狀物,堵塞或包裹了樹脂的微孔中的活性基團進行離子交抽象.
(3).懸浮物引起的污染水中懸浮物質,緊裹著樹脂表面的液膜層,從而隔斷了樹脂的離子交換過程,使樹脂受到污染,這種污染以
陽離子交換樹脂
為多。
(4).膠體物質引起的污染 水中膠體顆粒常帶負離子,使陰離子交換樹脂受到污染,膠體物質中以膠體硅對樹脂的危害最大,它吸附並在樹脂的表面上聚合,阻止樹脂進行離子交換.
(5).高價金屬離子引起的污染 原水中的高價金屬離子(如混凝劑中高價金屬離子的後移等),如A13+、Fe3+等壙散進入陽離子交換樹脂的內部,同於這些高價金屬離子的交換勢能高,與樹脂中的固定離子-SO32-牢固結合形成AL(SO3)3、Fe(SO3)3等,從而使用這部分的固定離子失去作用,喪失了離了子交換能力。
(6).再生劑不純引起的污染 離子交換樹脂的再生劑不純往往混有許多雜質,龍其是燒鹼(NaOH)中的雜質甚多,如Fe3+純、NaCl、Na2CO3等,對陰離子交換樹脂的污染最為嚴重。
此外,細菌,藻類以及水中含氮,氨基酸之類物質等也會不同程度地使樹脂受到污染。
2. 離子交換樹脂和吸附樹脂的結構有什麼區別
離子交換樹脂出三部分組成:一是網狀結構的高分子骨架.二是連接在骨架上的功能基團,三是和功能基帶相反電荷的可交換離子。三者互為依存、統一於每粒離子交換的珠體之中。離於交換樹脂作為商品,它在運輸、貯藏和使用時往往部含一定量的水份,因此水分子充滿於每粒離子交換樹脂的骨架、功能基和反離子之間。
採用常規的懸浮聚合方法,可製得凝膠型的離子交換樹脂,產品一般是透明的、無孔的,樹脂吸水後樹脂相內產生微孔。採用制孔技術可製得大孔型離子交換樹脂,它不同於凝膠樹脂,不論大孔樹脂是處於干態或濕態、收縮或溶脹,都存在著比凝膠型樹脂更多、更大的孔道,比表面也就更大,有利於離子的遷移擴散,提高交換速率和工作效率
與離子交換樹脂相比較,吸附樹脂的組成中不存在功能基及功能基的反離子,它類似於不含功能基及功能基反離子的大孔樹脂,在製造時往往投入更多的交聯劑和更嚴格地選用致孔劑,以合成具有更大比表而積的不同孔徑、不同孔容和不同比表面積的吸附樹脂。
根據所帶的功能基的特性,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和其它樹脂。帶有酸性功能基、並能與陽離子進行交換的稱為陽離子交換樹脂,帶有鹼性功能基並能與陰離子進行交換的稱為陰離子交換樹脂。基於功能基上酸、鹼有強弱之分,離子交換樹脂又可細分為強酸性(一SO,H)、中強酸(一PO(OH))及弱酸性(—COOH)、強鹼(一N+R,Cl)、弱鹼性(一NH,,—NRH,-NR)離子交換樹脂。在強鹼性離子交換樹脂中將含有[(N+(CH2)C1)]的樹脂叫強鹼I型樹脂,含有[(N+(CH3)2(CH,CH,0HD]的樹脂叫強鹼Ⅱ型樹脂。帶有鰲合基、氧化還原基、陽陰兩性基的樹脂;分別稱為鰲合樹脂、氧化還原樹脂和兩性樹脂。上述樹脂通常都用酸、鹼、鹽再生,而弱酸弱鹼的兩性樹脂可用熱水再生,故弱酸弱鹼的兩性樹脂又稱熱再生樹脂.
吸附樹脂可以大體上分為非極性吸附劑、中極性和強極性吸附劑三大類。非極性吸附樹脂是偶極矩很小的單體聚合製得並不帶任何功能基的吸附樹脂。苯乙烯——二乙烯苯體系的吸附劑是非極性吸附樹脂的代表。這類非極性吸附樹脂的孔表面的疏水性很強,最適於從極性溶劑(如水)中吸附非極性的有機物。中極性吸附材脂是含酯基的吸附樹脂。例如,丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯與雙甲基丙烯酸乙二醇酯等交聯劑共聚的吸附劑,其孔表面疏水和親水部分共有,既可用於極性溶劑中吸附非極性物質,也可用於非極性溶劑中吸附極性物質。強極性(或稱極性)吸附樹脂是指含醯氨基、氰基、酚羥基等極性功能基的吸附樹脂,它適用於非極性溶劑中吸附極性物質。有時,將含氮、氧、硫等配體的離子交換樹脂也稱為強極性吸附樹脂,因此,離子交換樹脂和強極性吸附樹脂之間沒有嚴格的界限。
3. 離子交換樹脂吸附的原理
離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同,離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂,其結構式可簡單表示為R—SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為 2R—SO3H+Ca2+——(R—SO3)2Ca+2H+
這也是硬水軟化的原理。
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R—N(CH3)3OH+Cl- ——R—N(CH3)3Cl+OH-
由於離子交換作用是可逆的,因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌,可恢復到原狀態而重復使用,這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗;陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理,進行再生。
離子交換樹脂的用途很廣,主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。
4. 離子交換樹脂的原理
離子交換樹脂是由空間網狀結構骨架(即母體)與附屬在骨架上的許多活性內基團所構成的容不溶性高分子化合物。活性基團遇水電離,分成二部分:(1)固定部分,仍與骨架牢固結合,不能自由移動,構成固定離子;(2)活動部分,能在一定空間內自由移動,並與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應,稱為可交換離子或反離子。以強酸性陽離子交換樹脂為例,可寫成R-SO3-H+,其中R代表樹脂母體即網狀結構部分,-SO3- 代表活性基團的固定離子,H+為活性基團的可交換離子。有時更簡單地寫成R-H+。離子交換通過不溶性的電解質(樹脂)與溶液中的另一種電解質進行化學反應。這一反應可以是中和反應、中性鹽分解或復分解反應。譬如中和反應:
R-H+ + NaOH= RNa+H2O 利用這個反應可以去除水的鹼度。
5. 有害氣體的凈化處理方法有哪些
第一大類:被動凈化類 主要原理是用風機將空氣抽入機器,通過內置的濾網過濾空氣,主要能夠起到過濾粉塵,異味,有毒氣體和殺滅部分細菌。濾網也分集塵濾網,甲醛濾網,除臭濾網和HEPA濾網,其中成本比較高的就是HEPA濾網,它能起到分解有毒氣體和殺菌功能,特別是抑制二次污染。 這類凈化器主要代表品牌:布魯雅爾,飛利浦,霍尼韋爾等歐洲品牌。 第二大類:主動凈化類 主要原理是通過物理作用產生各種粒子(臭氧、負離子等),吸附集中空氣中的粉塵起到降塵作用,能夠清新空氣,對人體也有一定的保健作用。 這類產品代表品牌:夏普、松下等亞洲品牌。 優勢比較 從空氣凈化效率來比較:被動式吸附凈化模式的空氣凈化器由於大多採用風機+濾網的模式進行空氣凈化,風利用空氣的流動就難免存在死角,因此被動式的空氣凈化大多隻能在空氣凈化器放置的周圍產生一定的凈化效果,很長時間才能將空氣全部過濾一遍,很難對整個室內環境的凈化產生效果。 而主動式的空氣凈化是利用空氣的彌漫性的特點將凈化因子到達各個角落進行空氣凈化,空氣能夠彌漫到的地方均可以產生凈化效果。拿負離子空氣凈化器進行比較發現,對空氣中釋放負離子後,負離...
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6. 離子交換樹脂的工作原理
離子交換樹脂原理即是離子交換樹把溶液中的鹽分脫離出來的過程:
離子交換樹脂作用環境中的水溶液中,含有的金屬陽離子(Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等)與陽離子交換樹脂(含有的磺酸基(—SO3H)、羧基(—COOH)或苯酚基(—C6H4OH)等酸性基團,在水中易生成H+離子)上的H+進行離子交換,使得溶液中的陽離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的H+交換到水中,(即為陽離子交換樹脂原理)。
水溶液中的陰離子(Cl-、HCO3-等)與陰離子交換樹脂(含有季胺基[-N(CH3)3OH]、胺基(—NH2)或亞胺基(—NH2)等鹼性基團,在水中易生成OH-離子)上的OH-進行交換,水中陰離子被轉移到樹脂上,而樹脂上的OH-交換到水中,(即為陰離子交換樹脂原理)。而H+與OH-相結合生成水,從而達到脫鹽的目的。
(6)離子交換樹脂吸附有機廢氣擴展閱讀:
離子交換樹脂使用方法:
1、預選。離子交換樹脂的粒度一般控制在20-35目,有些可達到50目,因此在使用前要先乾燥,粉碎,過篩,通常乾燥時在烘箱中進行,亦可在裝有五氧化二磷、氧化鈣或者濃硫酸的乾燥器中進行,粉碎時不要分得過細,否則影響實驗收率。
2、預處理。強鹼性離子交換樹脂應先用20倍樹脂體積的4%氫氧化鈉水溶液處理,然後用10倍體積的水洗,再用10倍量4%鹽酸處理,最後用蒸餾水洗至中性,然後將氯型轉化成OH型,再轉化成氯型,最後用10倍4%氫氧化鈉水溶液處理。弱鹼性離子交換樹脂處理時只需用10倍量蒸餾水洗即可,不必洗至中性。
3、裝柱。將處理好的樹脂至於燒杯中,加水充分攪拌除掉氣泡,靜置幾分鍾待樹脂大部分沉降後,傾去上層泥狀顆粒;反復操作直至上層液澄清後,即可裝柱。注意要在柱子底部放1cm後的玻璃絲,用玻璃棒將其壓平,將樹脂倒入柱子中,還要注意防止氣泡產生。
4、樹脂交換。將樣品配製成一定濃度的水溶液,以適當流速通過柱子,亦可將樣品溶液反復通過柱子,直到成分交換完全。用顯色法檢驗成分是否交換徹底。
5、樹脂洗脫。注意親和力弱的成分先被洗下來,常用的離子交換樹脂洗脫劑有強酸、強鹼、鹽類、不同pH緩沖溶液、有機溶液等,可選擇梯度洗脫或者單一濃度洗脫。
6、樹脂再生。
7. 廢氣凈化技術有哪些
√樓主您好,根據您提出的問題,下面為您做詳細解答:
空氣廢氣凈化可以通過許多不同的方法實現,比如,廢氣中的污染物可以通過過濾、重力分離、電沉積、冷凝、燃燒、膜分離、生物降解、吸收、吸附和催化轉化等方法從廢氣中加以去除,z於是降污染物作為資源回收下來,還是將它銷毀,這取決於用戶的具體情況和污染物的物理、化學和生物性質。
1、吸收凈化法
吸收是凈化氣態污染物z常用的方法。吸收法被定義為:用適當的液體吸收劑進行廢氣處理,使廢氣中氣態污染物溶解到吸收液中或與吸收液中某種活性組分發生化學反應而進入液相,這樣使氣態污染物從廢氣中分離出來的方法;或者說,利用吸收劑將混合氣體中一種或數種組分(吸收劑)有選擇地吸收分離的過程稱作吸收。
吸收常被分為物理吸收和化學吸收,其區別見下表:
2、吸附凈化法
吸附是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物,使其中所含的一種或數種組分吸附於固體表面上,以達到分離的目的。吸附過程和吸收的區別在於:吸收後,吸收組分均勻的分布在吸收相中,吸附後,吸附組分聚積或濃縮敷在吸附劑上,只y一個非均相過程。
目前,吸附操作在有機化工、石油化工等生產部門已有較為廣泛的應用。該方法在環境工程中的使用也很普遍,主要原因是吸附劑的選擇性高,它能分開其他過程難以分開的混合物,有效地清除(回收)濃度很低的有害物質,設備簡單,操作方便,凈化效率高,且能實現自動控制。
吸附過程是一個動態過程,在這個過程中,吸附質從流體中擴散到吸附劑表面和微孔內表面上,釋放熱量,而被吸附在吸附劑的表面上。脫附過程是一個與吸附過程相反的過程。
吸附質在吸附劑表面吸附後,吸附質分子的內能因分子運動形式,如擴散、振動、旋轉發生改變而降低,從而釋放出能量,稱之為吸附熱。汽化熱(或冷凝熱)和結合熱是吸附熱的兩個組成部分。吸附熱大於物質氣化熱約1.5倍,不排除特殊情況的存在。總體說來,吸附熱收到吸附量、吸附溫度、吸附時流體空塔速度等因素的影響,如果不及時將吸附熱引出去的話,其中被脫附分子所吸收的一部分熱量會對吸附過程造成負面影響。
3、冷凝凈化法
冷凝凈化法即利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質,採用降溫、加壓方法使處於蒸汽狀態的氣體冷凝而與廢氣分離,以達到凈化或回收的目的。
冷凝凈化對有害氣體的去除程度,與冷卻溫度和有害成分的飽和蒸汽壓有關,冷卻溫度越低,有害成分約接近飽和,其去除程度越高。它特別適用於處理廢氣濃度在10000*10-6以上的有機溶劑蒸汽,不適宜處理低濃度的廢氣。在恆定溫度的條件下通過提高壓力的辦法可實現冷凝過程,也可通過恆定壓力的下降低溫度來進行冷凝。廢氣通過冷凝可被凈化,但室溫下的冷卻水無法達到高的凈化要求,要想凈化完q,需要降溫、加壓,這就使處理難度加大、費用增加。因此,通常將吸附、燃燒等手段與冷凝發聯合使用作為凈高濃度有機氣體的前期處理,以達到實現降低有機負荷、回收有價值的產品的目的。另外,冷凝凈化一般只適用於空氣中含蒸汽濃度較高時,因此進入冷凝裝置的蒸汽濃度可在爆炸極限以上,而且冷凝裝置出來時的濃度可在爆炸下限以下,在冷凝中恰好是在爆炸上限與下限之間,這是不利於a全的一個缺點。
4、催化凈化法
催化凈化法是使氣態污染物通過催化劑床層,在催化劑的作用下,經歷催化反應,轉化為無害物質或是易於處理和回收的物質的凈化方法。催化凈化法有催化氧化法和催化還原法兩種。催化氧化法:是使廢氣中的污染物在催化劑的作用下被氧化。如廢氣中的SO2在催化的有機化合物的廢氣均可通過燃燒的氧化過程分解為H2O與CO2向外排放。催化還原法,是使廢氣中的污染物在催化劑的作用下,與還原性氣體發生反應的凈化過程。如廢氣中的NOx在催化劑(銅鉻)作用下與NH3反應生成無害氣體N2。催化凈化特點是避免了其他方法可能產生的二次污染,又使操作過程得到簡化,對於不同濃度的污染物都具有很高的轉化率。其主要應用在於將碳氫化合物轉化為二氧化碳和水,氮氧化合物轉化為氮,二氧化硫轉化成三氧化硫而加以回收利用,有機廢氣和臭氣的催化燃燒,以及汽車尾氣的催化凈化等。其缺點是催化劑價格較高,廢氣預熱要消耗一定的能量。
廢氣中污染物含量通常較低,用催化凈化法處理時,往往有下述特點:1)由於廢氣污染物含量低,過程熱效應小,反應器結構簡單,多採用固定床催化反應器。2)要處理的廢氣量往往很大,要求催化劑能承受流體沖刷和壓力降的影響。3)由於凈化要求高,而廢氣的成分復雜,有的反應條件變化大,故要求催化劑有高的選擇性和熱穩定性。
5、生物法
在Genf-Villette(地名,1964年建起s個生物凈化裝置)d一次用生物凈化裝置凈化廢氣。生物法處理廢氣技術在20世紀80~90年代得到了快速發展,荷蘭和德國成為s批大規模應用生物技術處理廢氣的g家。隨後,生物技術在廢氣處理中的應用也越來越廣泛,目前使用的生物凈化氣體裝置在歐洲已c過7500座,其中一半裝置都用來處理污水以及堆肥臭氣,關於可生化氣體的凈化原理和工程應用經驗的一套重要體系也已經形成。生物凈化技術彌補了傳統物化處理技術的不足,傳統方法需要專門的安q運行程序管理(如化學吸收),並且耗能高,經濟投入高,相較之下,生物凈化法屬於清潔型的治理方法,成為廢氣治理特別是可生化廢氣治理的前沿和熱點。
生物法廢氣凈化技術是多學科交叉的環保高新技術。具體說來是一項低濃度工業廢氣凈化前沿熱點技術,它建立在已成熟的採用微生物處理廢水方法上。國內已有的研究表明,低濃度工業廢氣已無法通過常規技術進行經濟、有效地凈化處理,但使用生物法廢氣凈化技術處理低濃度工業廢氣卻行之有效的,具有明顯的技術和經濟優勢。
6、膜分離凈化
膜凈化法是混合氣體在壓力梯度作用下,透過特定薄膜時,不同氣體具有不同的透過速度,從而使氣體混合物中的不同組分達到分離的效果。壓力差、濃度差以及電位差推動著膜分離過程的進行,膜分離技術是根據混合物中各組分的選擇滲透性能的差異利用膜來分離、提純和濃縮混合物的新型分離技術。能以特定形式限制和傳遞流體物質的分隔兩相或兩部分少有兩個界面,這兩個界面是兩側流體接觸以及傳遞的橋梁。對流體來說,分離膜可以半透明也可以完q透過,但絕不能w全不透過。
膜分離的主要特點是實現混合物以及物質分子尺寸的分離,它將選擇透過性的膜作為分離的手段。相變化不會發生在膜分離過程中(滲透蒸發膜除外),因此操作可在常溫下進行,這就避免了濃縮和富集物質的性質因高溫而改變的不利,在食品、醫葯等行業膜分離因此優點而被廣泛使用。能耗少、成本低、效率高、無污染並可回收有用物質是膜分離的共有優點,對於同分異構體組分、性質相似組分,熱敏性組分、生物物質組分等混合物的分離,膜分離方法十分適用,有時可以代替蒸餾、萃取、蒸發、吸附等化工單元操作。實踐表明,若常規分離不能通過經濟的方法實現,膜分離會成為一項非常有用的技術。將常規分離與膜分離相結合的技術更加經濟有效。綜合上述優點,膜科學和膜技術在近二三十年得到快速的發展,目前已成為工農業生產、國防、科技和人民日常生活中不ke缺少的分離方法,越來越廣泛地應用於化工、環保、食品、醫葯、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等ling域。
7、燃燒凈化法
用燃燒方法來銷毀有毒氣體、蒸汽或煙塵、使之變成無毒、無害物質,叫做燃燒凈化。燃燒凈化僅能銷毀哪些可燃的或在高溫下能分解的有毒氣體與煙塵,其化學作用主要是燃燒氧化,個別情況下是熱分解。燃燒凈化,可以廣泛地應用於有機溶劑蒸汽及碳氫化合物的凈化處理,這些有毒物質在燃燒氧化過程中濃度較高、發熱量較大的可燃性有害氣體(主要是含碳氫的氣態物質),燃燒溫度一般在600~800。C。燃燒法簡便易行,可回收熱能,但不能回收有害氣體,易造成二次污染。
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8. 如何使用離子交換樹脂處理廢水
離子來交換樹脂法是一種應用廣源泛的方法,樹脂中含有的氨基、羥基等活性基團可以與重金屬離子進行螯合、交換反應,從而去除廢水中重金屬離子的方法,同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬,其優點是樹脂具有可逆性,可通過再生重復使用,且交換選擇性好,缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂,對於處理重金屬廢水有著重要意義
9. 離子交換樹脂和吸附樹脂什麼關系吸附樹脂可以吸附氣體嗎
吸附樹脂與離子交換樹脂骨架可以是相同的,比如可以均為苯乙烯系、丙烯酸內系等等,容不同點是吸附樹脂一般比表面積較大,通過疏水作用等發揮效用,其吸附目標物時沒有什麼物質被釋放到環境中;離子交換樹脂比表面積從十幾到幾百不等,但均有強極性的功能基團,吸附離子型物質,且會有等電荷量的離子被交換下來進入到溶液中。
10. 離子交換樹脂和吸附樹脂使用中應該注意那些問題
影響樹脂使用效果和壽命的因素主要有:
氧化性物質會影響樹脂的強度,版如游離氯、雙氧水、濃硫酸權、硝酸等,降低樹脂時候用壽命,應該盡量避免;
一般樹脂系統都是動態吸附,偏流會影響樹脂的處理效果,致使料液沒有通過全部樹脂,在運行過程中應該定期檢查上下布水是否均勻,避免偏流發生;
焦油類物質和不溶物顆粒會堵塞樹脂孔道,形成結塊等使樹脂吸附效率下降,應加強進水預處理,提前去除不溶物和焦油類物質。