A2O地埋式一体化污水处理设备 设施

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离子交换基本理论

(1)离子交换过程

离子交换过程可以看作是固相的离子交换树脂与液相(废水)电解质之间的化学置换反应。

过程通常分为五个阶段:

1)交换离子从溶液中扩散到树脂颗粒表面;

2)交换离子在树脂颗粒内部扩散;

3)交换离子与结合在树脂活性基团上的可交换离子发生交换反应;

4)被交换下来的离子在树脂颗粒内部扩散;

5)被交换下来的离子在溶液中扩散。

(2)离子交换树脂的选择性：

一些离子很容易被吸附而另一些离子却很难吸附，被树脂吸附的离子再生的时候，有的离子很容易被置换下来，而有的却很难被置换。离子交换树脂所具有的这种性能称为选择性。

树脂对各种离子的交换能力是不同的，交换能力大小主要取决于各种离子对该树脂的亲合力。强酸性阳离子交换树脂的选择顺序为:

Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>H+>Li+

(3)水质对树脂交换能力的影响

1)悬浮物和油脂

废水中的悬浮物会堵塞树脂孔隙，油脂会包住树脂颗粒，都会使交换能力下降。因此当这些物质含量较多时，应进行预处理。预处理的方法有过滤、吸附等。

2)物

废水中某些高分子物与树脂活性基团的固定离子结合力很大，一旦结合就很难进行再生，结果是降低树脂的再生率和交换能力。

3)高价金属离子

废水中Fe3+、A13+、Cr3+等高价金属离子能引起树脂中毒，当树脂受铁中毒时，会使树脂颜色变深。

从阳离子树脂的选择性可看出，高价金属离子易为树脂吸附，再生时难于把它洗脱下来，结果会降低树脂的交换能力。

为了恢复树脂的交换能力可用高浓度酸长时间浸泡。

4)pH值

强酸和强碱树脂的活性基团的电离能力很强，交换能力基本上与pH值无关。

但弱酸性树脂在pH值低时不电离或部分电离，因此，在碱性条件下，才能得到较高的交换能力。

而弱碱性树脂在酸性溶液中才能得到较大的交换能力。

螯合树脂对金属的结合与pH值有很大关系，每种金属都有适宜的pH值。

5)水温

水温高虽可加速离子交换的扩散，但各种离子交换树脂都有一定的允许使用温度范围。