探讨：离子交换树脂的再生的意义是什么？
更新时间：2020-11-16 02:25:50 发布者：admin
无论是阳离子树脂还是阴离子树脂，使用一段时间，都是钙镁离子和碳酸盐硫酸盐饱和；因此，再生的意义在于去除饱和树脂中结合的阴离子和阳离子，恢复其处理水的能力。
为什么离子交换树脂要再生？
长期使用后，离子交换树脂的吸附容量会逐渐达到饱和。树脂吸附容量达到饱和后，不再能吸附水中的杂质，需要对树脂进行再生。在实践中，为了降低再生成本，需要适当控制再生剂的用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平，通常将性能的回收度控制在70~80%左右。
一、离子交换树脂的再生方法：
大孔吸附树脂简单的再生方法是按极性由大到小用不同浓度的溶剂洗脱，然后用2~3BV稀酸和稀碱溶液浸泡洗脱，水洗至PH值为中性。
钠型强酸性阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生，用量为其交换容量的2倍(NaCl用量为117g/l树脂)；氢型强酸性树脂用强酸再生。使用硫酸时，应防止树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀。因此，建议引入1~2%稀硫酸进行再生。
氯型强碱性树脂主要用NaCl溶液再生，但加入少量碱有助于溶解和洗去树脂吸附的颜料和有机物，所以一般用含10%NaCl+0.2%NaOH的碱盐溶液再生，常规用量为每升树脂150~200gNaCl和3~4gNaOH。羟基强碱阴树脂用4%氢氧化钠溶液再生。
一些脱色树脂(尤其是弱碱性树脂)应该在微酸性条件下工作。此时，可以引入稀盐酸将树脂的酸碱度降低到6左右，然后用水洗涤树脂并反洗一次。
树脂的再生特性与其类型和结构密切相关。强酸性和碱性树脂很难再生，再生用量远高于理论值。然而，弱酸性或弱碱性树脂更容易再生，再生用量仅略高于理论值。另外，低交联度的大孔树脂更容易再生，而高交联度的凝胶树脂需要更长的再生反应时间。
再生剂的类型应根据树脂的离子类型选择，价格较低的酸、碱或盐应适当选择。比如钠型强酸性阳离子交换树脂可以用10%NaCl溶液再生，用量为其交换容量的2倍(NaCl用量为117g/l树脂)；氢型强酸性树脂用强酸再生。使用硫酸时，应防止树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀。因此，建议引入1~2%稀硫酸进行再生。
氯型强碱性树脂主要用NaCl溶液再生，但加入少量碱有助于溶解和洗去树脂吸附的颜料和有机物，所以一般用含10%NaCl+0.2%NaOH的碱盐溶液再生，常规用量为每升树脂150~200gNaCl和3~4gNaOH。羟基强碱阴树脂用4%氢氧化钠溶液再生。
树脂再生过程中的化学反应是树脂原有交换吸附的逆反应。根据化学反应平衡原理，增加化学反应一侧的物质浓度可以促进反应向另一侧进行，因此增加再生液浓度可以加速再生反应，达到更高的再生水平。
为了加速再生化学反应，通常将再生液加热到70~80℃。其通过树脂的流量一般为1~2bv/h。也可以采用先快后慢的方法，充分发挥再生剂的效率。再生时间约为一小时。然后在下游用软水冲洗树脂约一小时(约4BV的水)，然后用水反洗，直至洗出液无色无混浊。
再生和反洗后，调整一些树脂的酸碱度。由于再生液中往往含有碱，即使再生后，树脂经水洗后也往往呈碱性。然而，一些脱色树脂(尤其是弱碱性树脂)应该在弱酸性条件下工作。此时，可以引入稀盐酸将树脂的酸碱度降低到6左右，然后用水洗涤树脂并反洗一次。
树脂长期使用后，树脂吸附的一些杂质(特别是大分子有机胶体物质)不容易被常规再生处理洗脱，逐渐积累污染树脂，降低树脂的效率。这个时候要用特殊的方式处理。如阳离子树脂被含氮两性化合物污染，可用4%NaOH溶液处理，溶解后排放；阴离子树脂被有机物污染，可将碱盐溶液中的NaOH浓度提高到0.5~1.0%溶解有机物。
二、特殊再生处理。
污染严重的树脂可用酸或碱盐溶液反复处理，如用10%氯化钠+1%氢氧化钠的碱盐溶液溶解有机物，分别用4%盐酸或10%氢氧化钠和1%盐酸溶解无机物，然后在70℃左右用10%氯化钠+1%氢氧化钠处理。
如果上述处理效果达不到要求，可以采用氧化处理。即树脂水洗后，通入0.5%的次氯酸钠溶液，流量控制在2~4BV/h，处理量为10~20BV，然后水洗，再用盐水处理。
需要注意的是，氧化处理可能会氧化树脂结构中大分子的连接键，导致树脂降解，膨胀增加，容易碎裂，不宜普遍使用。通常，氧化处理在50次循环后进行一次。氯型树脂具有很强的抗氧化性，所以树脂在氧化处理前要用盐水处理，这样可以避免处理过程中pH值的变化，使氧化更加稳定。
三.再生废液的处理。
糖厂用树脂脱色，树脂再生废液中含有大量色素和有机物，颜色非常深。原糖生产精制糖时，每100吨糖再生废液量约为6~9m3。处理后排放(或回收)也是一个难题。
Bento详细研究了再生液的化学处理，使色素等有机物沉淀，去除杂质后循环使用，减少排放，充分利用其中的氯化钠。由于再生液中的色素浓度比糖汁中的高10倍以上，所以酒的量小，糖液没有粘度，可以耐受强碱性和高温等强条件，不用担心糖的分解，所以使用化学处理方便。
向再生液中加入5~10%体积的石灰乳(浓度:CaO100g/l)，加热至60℃稍加搅拌，有大量有色物质析出。加入碳酸钠或二氧化碳、磷酸钠或磷酸，保持碱性，可以沉淀出更多的有色物质。处理后的液体加入少量盐后可作为树脂的初级再生液返回，然后用新鲜盐水再生。
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为什么离子交换树脂要再生？
长期使用后，离子交换树脂的吸附容量会逐渐达到饱和。树脂吸附容量达到饱和后，不再能吸附水中的杂质，需要对树脂进行再生。在实践中，为了降低再生成本，需要适当控制再生剂的用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平，通常将性能的回收度控制在70~80%左右。
一、离子交换树脂的再生方法：
大孔吸附树脂简单的再生方法是按极性由大到小用不同浓度的溶剂洗脱，然后用2~3BV稀酸和稀碱溶液浸泡洗脱，水洗至PH值为中性。
钠型强酸性阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生，用量为其交换容量的2倍(NaCl用量为117g/l树脂)；氢型强酸性树脂用强酸再生。使用硫酸时，应防止树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀。因此，建议引入1~2%稀硫酸进行再生。
氯型强碱性树脂主要用NaCl溶液再生，但加入少量碱有助于溶解和洗去树脂吸附的颜料和有机物，所以一般用含10%NaCl+0.2%NaOH的碱盐溶液再生，常规用量为每升树脂150~200gNaCl和3~4gNaOH。羟基强碱阴树脂用4%氢氧化钠溶液再生。
一些脱色树脂(尤其是弱碱性树脂)应该在微酸性条件下工作。此时，可以引入稀盐酸将树脂的酸碱度降低到6左右，然后用水洗涤树脂并反洗一次。
树脂的再生特性与其类型和结构密切相关。强酸性和碱性树脂很难再生，再生用量远高于理论值。然而，弱酸性或弱碱性树脂更容易再生，再生用量仅略高于理论值。另外，低交联度的大孔树脂更容易再生，而高交联度的凝胶树脂需要更长的再生反应时间。
再生剂的类型应根据树脂的离子类型选择，价格较低的酸、碱或盐应适当选择。比如钠型强酸性阳离子交换树脂可以用10%NaCl溶液再生，用量为其交换容量的2倍(NaCl用量为117g/l树脂)；氢型强酸性树脂用强酸再生。使用硫酸时，应防止树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀。因此，建议引入1~2%稀硫酸进行再生。
氯型强碱性树脂主要用NaCl溶液再生，但加入少量碱有助于溶解和洗去树脂吸附的颜料和有机物，所以一般用含10%NaCl+0.2%NaOH的碱盐溶液再生，常规用量为每升树脂150~200gNaCl和3~4gNaOH。羟基强碱阴树脂用4%氢氧化钠溶液再生。
树脂再生过程中的化学反应是树脂原有交换吸附的逆反应。根据化学反应平衡原理，增加化学反应一侧的物质浓度可以促进反应向另一侧进行，因此增加再生液浓度可以加速再生反应，达到更高的再生水平。
为了加速再生化学反应，通常将再生液加热到70~80℃。其通过树脂的流量一般为1~2bv/h。也可以采用先快后慢的方法，充分发挥再生剂的效率。再生时间约为一小时。然后在下游用软水冲洗树脂约一小时(约4BV的水)，然后用水反洗，直至洗出液无色无混浊。
再生和反洗后，调整一些树脂的酸碱度。由于再生液中往往含有碱，即使再生后，树脂经水洗后也往往呈碱性。然而，一些脱色树脂(尤其是弱碱性树脂)应该在弱酸性条件下工作。此时，可以引入稀盐酸将树脂的酸碱度降低到6左右，然后用水洗涤树脂并反洗一次。
树脂长期使用后，树脂吸附的一些杂质(特别是大分子有机胶体物质)不容易被常规再生处理洗脱，逐渐积累污染树脂，降低树脂的效率。这个时候要用特殊的方式处理。如阳离子树脂被含氮两性化合物污染，可用4%NaOH溶液处理，溶解后排放；阴离子树脂被有机物污染，可将碱盐溶液中的NaOH浓度提高到0.5~1.0%溶解有机物。
二、特殊再生处理。
污染严重的树脂可用酸或碱盐溶液反复处理，如用10%氯化钠+1%氢氧化钠的碱盐溶液溶解有机物，分别用4%盐酸或10%氢氧化钠和1%盐酸溶解无机物，然后在70℃左右用10%氯化钠+1%氢氧化钠处理。
如果上述处理效果达不到要求，可以采用氧化处理。即树脂水洗后，通入0.5%的次氯酸钠溶液，流量控制在2~4BV/h，处理量为10~20BV，然后水洗，再用盐水处理。
需要注意的是，氧化处理可能会氧化树脂结构中大分子的连接键，导致树脂降解，膨胀增加，容易碎裂，不宜普遍使用。通常，氧化处理在50次循环后进行一次。氯型树脂具有很强的抗氧化性，所以树脂在氧化处理前要用盐水处理，这样可以避免处理过程中pH值的变化，使氧化更加稳定。
三.再生废液的处理。
糖厂用树脂脱色，树脂再生废液中含有大量色素和有机物，颜色非常深。原糖生产精制糖时，每100吨糖再生废液量约为6~9m3。处理后排放(或回收)也是一个难题。
Bento详细研究了再生液的化学处理，使色素等有机物沉淀，去除杂质后循环使用，减少排放，充分利用其中的氯化钠。由于再生液中的色素浓度比糖汁中的高10倍以上，所以酒的量小，糖液没有粘度，可以耐受强碱性和高温等强条件，不用担心糖的分解，所以使用化学处理方便。
向再生液中加入5~10%体积的石灰乳(浓度:CaO100g/l)，加热至60℃稍加搅拌，有大量有色物质析出。加入碳酸钠或二氧化碳、磷酸钠或磷酸，保持碱性，可以沉淀出更多的有色物质。处理后的液体加入少量盐后可作为树脂的初级再生液返回，然后用新鲜盐水再生。
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