發(fā)布時間：2021-10-18
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離子交換樹脂的再生
一、 常規(guī)的再生處理常規(guī)的再生處理常規(guī)的再生處理常規(guī)的再生處理
離子交換樹脂使用一段時間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進(jìn)行再生處理，用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來的組成和性能。在實際運用中，為降低再生費用，要適當(dāng)控制再生劑用量，使樹脂的性能恢復(fù)到最經(jīng)濟合理的再生水平，通常控制性能恢復(fù)程度為 70～80% 。如果要達(dá)到更高的再生水平，則再生劑量要大量增加，再生劑的利用率則下降。
樹脂的再生應(yīng)當(dāng)根據(jù)樹脂的種類、特性，以及運行的經(jīng)濟性，選擇適當(dāng)?shù)脑偕巹┖凸ぷ鳁l件。
樹脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。強酸性和強堿性樹脂的再生比較困難，需用再生劑量比理論值高相當(dāng)多；而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生，所用再生劑量只需稍多于理論值。此外，大孔型和交聯(lián)度低的樹脂較易再生，而凝膠型和交聯(lián)度高的樹脂則要較長的再生反應(yīng)時間。
再生劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型來選用，并適當(dāng)?shù)剡x擇價格較低的酸、堿或鹽。例如：鈉型強酸性陽樹脂可用 10%NaCl 溶液再生，用藥量為其交換容量的 2 倍 (用NaCl 量為117g/ l 樹脂 )；氫型強酸性樹脂用強酸再生，用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀物。為此，宜先通入 1～2% 的稀硫酸再生。
氯型強堿性樹脂，主要以 NaCl 溶液來再生，但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出，故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的堿鹽液再生，常規(guī)用量為每升樹脂用150～ 200g NaCl ，及 3～4g NaOH。 OH 型強堿陰樹脂則用 4%NaOH 溶液再生。
樹脂再生時的化學(xué)反應(yīng)是樹脂原先的交換吸附的逆反應(yīng)。按化學(xué)反應(yīng)平衡原理，提高化學(xué)反應(yīng)某一方物質(zhì)的濃度，可促進(jìn)反應(yīng)向另一方進(jìn)行，故提高再生液濃度可加速再生反應(yīng)，并達(dá)到較高的再生水平。
為加速再生化學(xué)反應(yīng)，通常先將再生液加熱至 70～80℃。它通過樹脂的流速一般為 1～ 2 BV/h 。也可采用先快后慢的方法，以充分發(fā)揮再生劑的效能。再生時間約為一小時。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時 ( 水量約4BV) ，待洗水排清之后，再用水反洗，至洗出液無色、無混濁為止。
一些樹脂在再生和反洗之后，要調(diào)校 pH 值。因為再生液常含有堿，樹脂再生后即使經(jīng)水洗，也常帶堿性。而一些脫色樹脂 (特別是弱堿性樹脂) 宜在微酸性下工作。此時可通入稀鹽酸，使樹脂 pH 值下降至６左右，再用水正洗，反洗各一次。
樹脂在使用較長時間后，由于它所吸附的一部分雜質(zhì) ( 特別是大分子有機膠體物質(zhì) ) 不易被常規(guī)的再生處理所洗脫，逐漸積累而將樹脂污染，使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理。例如：陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染，可用 4%NaOH 溶液處理，將它溶解而排掉；陰離子樹脂受有機物污染，可提高堿鹽溶液中的 NaOH 濃度至0.5～1.0%，以溶解有機物。
二、特殊的再生處理
污染較嚴(yán)重的樹脂，可用酸或堿性食鹽溶液反復(fù)處理，如先用 10%NaCl +1%NaOH 堿鹽溶液溶解有機物，再用 4%HCl 或分別用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解無機物，隨后再用 10%NaCl +1%NaOH 處理，在約 70℃下進(jìn)行。
如果上述處理的效果未達(dá)要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂后，通入濃度為 0.5% 的次氯酸鈉溶液，控制流速 2～4BV/h ，通過量 10～20BV ，隨即用水洗滌，再用鹽水處理。應(yīng)當(dāng)注意，氧化處理可能將樹脂結(jié)構(gòu)中的大分子的連接鍵氧化，造成樹脂的降解，膨脹度增大，容易碎裂，故不宜常用。通常使用 50 周期后才進(jìn)行一次氧化處理。由于氯型樹脂有較強的耐氧化性，故樹脂在氧化處理前應(yīng)用鹽水處理，變?yōu)槁刃?，這還可避免處理過程中的 pH 值變化，并使氧化作用比較穩(wěn)定。
三．再生廢液的處置
糖廠用樹脂脫色，樹脂再生的廢液含有大量的色素和有機物，顏色很深。用原糖生產(chǎn)精糖時，每 100 噸糖的再生廢液量約為 6～9m3 。要經(jīng)過處理才能排放 (或循環(huán))，這也是一個難題。
Bento 詳細(xì)研究了用化學(xué)方法處理再生液，使色素和其他有機物沉淀，除去雜質(zhì)后再循環(huán)使用，減少排放，并充分利用其中的氯化鈉。由于再生液中色素的濃度比糖汁中高 10 倍以上，液體數(shù)量較小，沒有糖液的粘性，并能容許強烈的條件如強堿性和高溫等而無需顧慮糖的分解，用化學(xué)處理比較方便。再生液加入 5～10% 容積的石灰乳 ( 濃度為含CaO100g/ l ) ，加熱到60℃并輕微攪拌，大量的有色物沉淀析出。再加入碳酸鈉或二氧化碳、磷酸鈉或磷酸并保持堿性，都可使較多的有色物沉淀。處理后的液體添加少量食鹽可返回作樹脂的初級再生液，其后再用新的鹽水再生。
