離子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂(zhi)的再(zai)生(sheng)

壹(yi)、 常(chang)規的再(zai)生(sheng)處理(li)

　　離子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂(zhi)使(shi)用(yong)壹段時(shi)間後(hou)，吸附(fu)的雜(za)質(zhi)接(jie)近(jin)飽和(he)狀(zhuang)態，就要進行再(zai)生(sheng)處理(li)，用化(hua)學(xue)藥(yao)劑(ji)將樹脂(zhi)所(suo)吸(xi)附(fu)的離子(zi)和(he)其(qi)他(ta)雜(za)質(zhi)洗(xi)脫除去，使之(zhi)恢(hui)復原(yuan)來的組(zu)成和(he)性能(neng)。在實際(ji)運(yun)用(yong)中(zhong)，為(wei)降(jiang)低再(zai)生(sheng)費(fei)用(yong)，要適(shi)當控(kong)制(zhi)再(zai)生(sheng)劑(ji)用量(liang)，使(shi)樹脂(zhi)的性能(neng)恢(hui)復到合(he)理的再(zai)生(sheng)水平(ping)，通常(chang)控(kong)制(zhi)性能(neng)恢(hui)復程度(du)為(wei) 70～80% 。如果要達(da)到更(geng)高(gao)的再(zai)生(sheng)水平(ping)，則再(zai)生(sheng)劑(ji)量(liang)要(yao)大(da)量(liang)增(zeng)加，再(zai)生(sheng)劑(ji)的利用率(lv)則下降(jiang)。

　　樹脂(zhi)的再(zai)生(sheng)應當(dang)根據樹脂(zhi)的種(zhong)類、特(te)性，以及(ji)運行(xing)的經(jing)濟(ji)性，選擇(ze)適(shi)當的再(zai)生(sheng)藥(yao)劑(ji)和(he)工(gong)作(zuo)條(tiao)件。

　　樹脂(zhi)的再(zai)生(sheng)特(te)性與它的類型(xing)和(he)結(jie)構有密切關(guan)系。強酸性和(he)強堿性樹脂(zhi)的再(zai)生(sheng)比較(jiao)困難(nan)，需用(yong)再(zai)生(sheng)劑(ji)量(liang)比理(li)論值高(gao)相(xiang)當多;而(er)弱(ruo)酸性或弱(ruo)堿性樹脂(zhi)則(ze)較(jiao)易(yi)再(zai)生(sheng)，所用(yong)再(zai)生(sheng)劑(ji)量(liang)只(zhi)需稍(shao)多於(yu)理(li)論值。此外，大(da)孔(kong)型和(he)交(jiao)聯度(du)低的樹脂(zhi)較(jiao)易(yi)再(zai)生(sheng)，而凝(ning)膠型和(he)交(jiao)聯度(du)高(gao)的樹脂(zhi)則(ze)要(yao)較長的再(zai)生(sheng)反應時(shi)間。

　　再(zai)生(sheng)劑(ji)的種(zhong)類應(ying)根(gen)據樹脂(zhi)的離子(zi)類型(xing)來(lai)選(xuan)用，並適(shi)當地(di)選擇(ze)價格(ge)較低的酸、堿(jian)或鹽。例(li)如(ru)：鈉型強酸性陽樹脂(zhi)可(ke)用 10%NaCl 溶液(ye)再(zai)生(sheng)，用藥(yao)量(liang)為(wei)其交(jiao)換(huan)容(rong)量(liang)的 2 倍(bei) (用(yong)NaCl 量(liang)為(wei)117g/ l 樹脂(zhi) );氫(qing)型(xing)強酸性樹脂(zhi)用(yong)強酸再(zai)生(sheng)，用硫(liu)酸時(shi)要防(fang)止被(bei)樹脂(zhi)吸(xi)附(fu)的鈣(gai)與硫酸反應生(sheng)成硫(liu)酸鈣(gai)沈(chen)澱(dian)物(wu)。為(wei)此，宜先(xian)通入(ru) 1～2% 的稀(xi)硫(liu)酸再(zai)生(sheng)。

　　氯型(xing)強堿性樹脂(zhi)，主(zhu)要(yao)以 NaCl 溶液(ye)來再(zai)生(sheng)，但加(jia)入(ru)少量(liang)堿(jian)有助於(yu)將(jiang)樹脂(zhi)吸(xi)附(fu)的色素和(he)有機(ji)物(wu)溶解(jie)洗(xi)出(chu)，故(gu)通常(chang)使(shi)用(yong)含(han)10%NaCl + 0.2%NaOH 的堿(jian)鹽液再(zai)生(sheng)，常規(gui)用量(liang)為(wei)每(mei)升樹脂(zhi)用(yong)150～ 200g NaCl ，及(ji) 3～4g NaOH。 OH 型強堿陰樹脂(zhi)則(ze)用(yong) 4%NaOH 溶液(ye)再(zai)生(sheng)。

　　樹脂(zhi)再(zai)生(sheng)時(shi)的化(hua)學(xue)反應是樹脂(zhi)原(yuan)先(xian)的交(jiao)換(huan)吸附(fu)的逆(ni)反應。按化(hua)學(xue)反應平(ping)衡(heng)原(yuan)理，提(ti)高(gao)化(hua)學(xue)反應某壹方物(wu)質(zhi)的濃(nong)度(du)，可(ke)促(cu)進反應向另(ling)壹方進行，故(gu)提(ti)高(gao)再(zai)生(sheng)液濃(nong)度(du)可(ke)加速(su)再(zai)生(sheng)反應，並達到較(jiao)高(gao)的再(zai)生(sheng)水平(ping)。

　　為(wei)加速(su)再(zai)生(sheng)化(hua)學(xue)反應，通常先(xian)將再(zai)生(sheng)液加(jia)熱(re)至 70～80℃。它通(tong)過樹脂(zhi)的流(liu)速(su)壹(yi)般(ban)為(wei) 1～ 2 BV/h 。也可(ke)采用(yong)先(xian)快後慢的方法，以充(chong)分發(fa)揮(hui)再(zai)生(sheng)劑(ji)的效(xiao)能(neng)。再(zai)生(sheng)時(shi)間約為(wei)壹小(xiao)時(shi)。隨後(hou)用(yong)軟水順(shun)流沖(chong)洗(xi)樹脂(zhi)約壹小時(shi) ( 水量(liang)約4BV) ，待洗(xi)水排(pai)清之後，再(zai)用水反洗(xi)，至洗(xi)出(chu)液無(wu)色、無(wu)混濁為(wei)止。

　　壹些(xie)樹脂(zhi)在再(zai)生(sheng)和(he)反洗(xi)之(zhi)後，要調校(xiao) pH 值。因(yin)為(wei)再(zai)生(sheng)液常(chang)含(han)有堿，樹脂(zhi)再(zai)生(sheng)後即使經(jing)水洗(xi)，也(ye)常帶堿性。而壹(yi)些(xie)脫色樹脂(zhi) (特(te)別(bie)是弱堿性樹脂(zhi)) 宜(yi)在微酸性下工(gong)作(zuo)。此時(shi)可(ke)通入(ru)稀鹽酸，使(shi)樹脂(zhi) pH 值下(xia)降(jiang)至6左右，再(zai)用水正洗(xi)，反洗(xi)各壹次。

　　樹脂(zhi)在使用(yong)較(jiao)長時(shi)間後(hou)，由於(yu)它所吸(xi)附(fu)的壹(yi)部分(fen)雜(za)質(zhi) ( 特(te)別(bie)是大(da)分子(zi)有機(ji)膠體(ti)物(wu)質(zhi) ) 不(bu)易(yi)被(bei)常(chang)規的再(zai)生(sheng)處理(li)所洗(xi)脫，逐(zhu)漸(jian)積累(lei)而將(jiang)樹脂(zhi)汙(wu)染(ran)，使樹脂(zhi)效(xiao)能(neng)降(jiang)低。此時(shi)要用(yong)特(te)殊(shu)的方法處理。例(li)如(ru)：陽離子(zi)樹脂(zhi)受(shou)含(han)氮的兩(liang)性化(hua)合(he)物(wu)汙染(ran)，可(ke)用 4%NaOH 溶液(ye)處理，將它(ta)溶解(jie)而排(pai)掉;陰離子(zi)樹脂(zhi)受(shou)有機(ji)物(wu)汙染(ran)，可(ke)提(ti)高(gao)堿(jian)鹽溶液(ye)中的 NaOH 濃(nong)度(du)至0.5～1.0%，以溶解(jie)有機(ji)物(wu)。

　　二、特(te)殊(shu)的再(zai)生(sheng)處理(li)

　　汙染(ran)較嚴重的樹脂(zhi)，可(ke)用酸或(huo)堿性食鹽溶液(ye)反復處理(li)，如先(xian)用 10%NaCl +1%NaOH 堿鹽溶液(ye)溶解(jie)有機(ji)物(wu)，再(zai)用 4%HCl 或(huo)分(fen)別(bie)用 10%NaOH 及 1%HCl 溶解(jie)無(wu)機(ji)物(wu)，隨後(hou)再(zai)用 10%NaCl +1%NaOH 處(chu)理(li)，在約 70℃下進行。

　　如(ru)果上述(shu)處理(li)的效(xiao)果未(wei)達要(yao)求(qiu)，可(ke)用氧(yang)化(hua)法(fa)處(chu)理(li)。即用水洗(xi)滌(di)樹脂(zhi)後(hou)，通(tong)入(ru)濃(nong)度(du)為(wei) 0.5% 的次氯酸鈉(na)溶液(ye)，控(kong)制(zhi)流速(su) 2～4BV/h ，通(tong)過量(liang) 10～20BV ，隨即用水洗(xi)滌(di)，再(zai)用鹽水處理。應當(dang)註(zhu)意(yi)，氧(yang)化(hua)處(chu)理(li)可(ke)能(neng)將(jiang)樹脂(zhi)結(jie)構(gou)中的大(da)分子(zi)的連(lian)接(jie)鍵(jian)氧(yang)化(hua)，造(zao)成樹脂(zhi)的降(jiang)解(jie)，膨(peng)脹度(du)增(zeng)大(da)，容(rong)易(yi)碎(sui)裂(lie)，故(gu)不宜(yi)常(chang)用(yong)。通常使(shi)用 50 周(zhou)期後才進行壹(yi)次氧(yang)化(hua)處(chu)理(li)。由於(yu)氯型樹脂(zhi)有較強的耐(nai)氧(yang)化(hua)性，故(gu)樹脂(zhi)在氧(yang)化(hua)處(chu)理(li)前應用(yong)鹽水處理，變為(wei)氯型(xing)，這還(hai)可(ke)避免(mian)處理過程中(zhong)的 pH 值變(bian)化(hua)，並(bing)使(shi)氧(yang)化(hua)作(zuo)用(yong)比較(jiao)穩定(ding)。

　　三(san)、再(zai)生(sheng)廢(fei)液的處(chu)置(zhi)

　　糖(tang)廠(chang)用(yong)樹脂(zhi)脫色，樹脂(zhi)再(zai)生(sheng)的廢(fei)液含(han)有大(da)量(liang)的色素和(he)有機(ji)物(wu)，顏色很深。用(yong)原(yuan)糖(tang)生(sheng)產(chan)精糖(tang)時(shi)，每(mei) 100 噸糖(tang)的再(zai)生(sheng)廢(fei)液量(liang)約為(wei) 6～9m3 。要經(jing)過處理(li)才能(neng)排(pai)放 (或循環)，這(zhe)也(ye)是壹個(ge)難題(ti)。

　　Bento 詳(xiang)細(xi)研(yan)究了(le)用化(hua)學(xue)方法處理再(zai)生(sheng)液，使(shi)色素和(he)其(qi)他(ta)有機(ji)物(wu)沈(chen)澱(dian)，除(chu)去雜(za)質(zhi)後(hou)再(zai)循環使(shi)用(yong)，減少排(pai)放，並充分利用其中(zhong)的氯(lv)化(hua)鈉(na)。由於(yu)再(zai)生(sheng)液中(zhong)色素的濃(nong)度(du)比糖(tang)汁中高(gao) 10 倍以上(shang)，液體(ti)數量(liang)較(jiao)小(xiao)，沒(mei)有糖(tang)液的粘性，並能(neng)容(rong)許強烈的條(tiao)件如(ru)強堿性和(he)高(gao)溫(wen)等(deng)而無(wu)需顧慮糖(tang)的分(fen)解(jie)，用化(hua)學(xue)處(chu)理(li)比較(jiao)方便。再(zai)生(sheng)液加(jia)入(ru) 5～10% 容(rong)積的石(shi)灰乳(ru) ( 濃(nong)度(du)為(wei)含(han)CaO100g/ l ) ，加熱(re)到(dao)60℃並(bing)輕微攪拌(ban)，大(da)量(liang)的有色物(wu)沈(chen)澱(dian)析(xi)出(chu)。再(zai)加入(ru)碳酸鈉(na)或二氧(yang)化(hua)碳(tan)、磷酸鈉(na)或磷酸並(bing)保持堿(jian)性，都可(ke)使較(jiao)多的有色物(wu)沈(chen)澱(dian)。處(chu)理(li)後的液(ye)體(ti)添加少量(liang)食(shi)鹽可(ke)返回(hui)作樹脂(zhi)的初(chu)級再(zai)生(sheng)液，其(qi)後再(zai)用新的鹽水再(zai)生(sheng)。

　　對廢(fei)液的處(chu)理(li)還(hai)研(yan)究過多種(zhong)方法：用顆粒(li)活(huo)性炭吸(xi)附(fu)，用次氯酸鈉(na)、次氯酸鈣(gai)、氯氣或(huo)臭(chou)氧(yang)將它(ta)氧(yang)化(hua)，用(yong)超(chao)過濾或(huo)反滲透法(fa)分離它的有機(ji)物(wu)，或用粉(fen)狀(zhuang)樹脂(zhi)吸(xi)附(fu)等。zui近(jin) Guimaraes 等研(yan)究用(yong)微生(sheng)物(wu)將它的有色物(wu)降(jiang)解(jie)，取得(de)較(jiao)好效果