離子交換樹脂系統

A. 離子交換樹脂系統的介紹

離子交換樹脂常用於原水處理的有鈉型陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱構成。根據樹脂的酸鹼性分，屬酸性的在名稱前加「陽」，強酸性陽離子樹脂與NaCl作用，轉變為鈉型樹脂使用，就叫做「鈉型陽離子交換樹脂」。屬鹼性的在名稱前加「陰」。

1、 強酸性陽離子樹脂

這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3-，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團恢復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。

2、 弱酸性陽離子樹脂

這類樹脂含弱酸性基團，如羧基-COOH，能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO-(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生。

3、 強鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。

4、 弱鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生

B. 水處理用離子交換樹脂有什麼作用

作用是吸附水中的各種陰陽離子，以達到凈化的目的。

離子交換樹脂在乾燥回的情況下內部沒有毛細孔。答它在吸水時潤脹，在大分子鏈節間形成很微細的孔隙，通過分子間的范德華引力產生分子吸附作用。

離子交換樹脂能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質，擴大它的功能。一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質，例如化工廠廢水中的酚類物。

(2)離子交換樹脂系統擴展閱讀

離子交換樹脂在應用中的優點：

1、工業超純水處理工藝，是目前工業用超純水的制備上應用最多的一種工藝之一。

2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。

3、制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。

4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。

5、電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

C. 離子交換樹脂系統的離子交換樹脂基本類型

1、 強酸性陽離子樹脂
這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3-，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。
樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。
2、 弱酸性陽離子樹脂
這類樹脂含弱酸性基團，如羧基-COOH，能在水中離解出H+ 而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO-(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。
3、 強鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。
4、 弱鹼性陰離子樹脂
這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。
註：不論強鹼性還是弱鹼性樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。

D. 離子交換樹脂系統的系統的預處理

先用清水對樹脂進行沖洗，然後用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時，在酸鹼之間用大量清水淋洗至出水接近中性，如此重復2~3次，每次酸鹼用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的HCl溶液進行，放盡酸液，用清水淋洗至中性即可待用。

E. 離子交換樹脂系統的主要工藝

第一種：採用陽陰離子交換樹脂取得的去離子水，一般通過之後，出水電導率可降到10us/cm以下，再經過混床就可以達到0.2μs/cm以下了。但是這種方法做出來的水成本較高，而且顆粒雜質太多，達不到理想的要求。
第二種：預處理（即砂碳過濾器+精密過濾器）+反滲透+混床工藝這種方法是目前採用最多的，因為反滲透投資成本也不算高，可以去除90%以上的水中離子，剩下的離子再通過混床交換除去，這樣可使出水電導率：0.2左右。這樣是目前最流行的方法。
第三種：採用兩級反滲透方式 自來水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→精密過濾器→一級反滲透→PH調節→混合器→二級反滲透（反滲透膜表面帶正電荷）→純水箱→純水泵→微孔過濾器→用水點
第四種：前處理與第二種方法一樣使用反滲透，只是後面使用的混床採用EDI連續除鹽膜塊代替，這樣就不用酸鹼再生樹脂，而是用電再生。這就徹底使整個過程無污染了，經過處理後的水質可達到：15M以上。但這這種方法的前期投資比較多，運行成本低。根據各公司的情況做適當的投資。最好不過了。 其流程如下
原水→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟化水器→中間水箱→低壓泵→PH值調節系統→高效混合器→精密過濾器→高效反滲透→中間水箱→EDI水泵→EDI系統→微孔過濾器→用水點

F. 離子交換樹脂系統的陽陰離子交換樹脂

離子交換樹脂常用於原水處理的有鈉型陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，全名稱由分類名稱、骨架(或基因)名稱、基本名稱構成。根據樹脂的酸鹼性分，屬酸性的在名稱前加「陽」，強酸性陽離子樹脂與NaCl作用，轉變為鈉型樹脂使用，就叫做「鈉型陽離子交換樹脂」。屬鹼性的在名稱前加「陰」。

G. 離子交換樹脂的主要應用是什麼

（復1）水處理。離子交換樹脂在水制處理領域的需求量很大，約占其產量的90%，主要用於水中的各種陰陽離子的去除，目前，多用在火力發電廠的純水處理上。

（2）食品工業。離子交換樹脂可用於糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如，高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。

（3）石油化學工業。在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

（4）環境保護。許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用離子交換樹脂進行回收使用，如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

（5）其他。離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

H. 離子交換樹脂到底是什麼技術幹嘛用的 請詳解

離子交換樹脂是一種傳統的水處理工藝，其中水中的各種陰離子和陽離子被陰回離子交換樹脂和答陽離子交換樹脂所取代。
陰離子和陽離子交換樹脂可以分別或按不同比例形成離子交換正床系統、離子交換負床系統和離子交換混合床系統，並且通常使用混合床系統。
反滲透等水處理工藝是用來生產超純水、高純水的終端工藝，它是用來制備超純水的一種不可替代的手段。其出水電導率可低於0.2μS/cm以下，出水電阻率達到5MΩ.cm以上，根據不同的水質及使用要求，出水電阻率可控制在5~18MΩ.cm之間。
被廣泛應用在食品行業、醫葯行業、工業超純水、醫葯超純水、高純水等領域上。

I. 離子交換樹脂系統的工作原理

採用離子交換方法，可抄以把水中呈離子態的陽離子、陰離子去除，以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H + Na+= R—Na + H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH + Cl-= R—Cl + OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：RH+ROH+NaCl——RNa+RCl+H2O
由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。

J. 離子交換樹脂系統的離子交換樹脂的離子交換容量

離子交換抄樹脂的交換容量可以分為很多種
1、總交換容量：表示每meq/g(干樹脂)或 meq/mL(濕樹脂)能夠進行交換的化學基團的總量，打個比方，比如總共有25毫升樹脂，交換容量為 1 meq/mL的樹脂，總交換容量就是25meq/mL。
2、工作交換容量：表示樹脂在一定的條件下，能夠進行交換的能力，主要與樹脂的種類、溫度、進水的流速、總交換容量等因素有關，根據樹脂的使用環境、條件的不同，樹脂的交換容量也會不同。
3、再生交換容量：再生交換容量指的是，樹脂在吸附飽和，進行再生之後，樹脂還能夠有多少交換容量，再生交換容量除了和樹脂本身的性能有關以外，主要就是和樹脂再生時使用的再生劑有關，再生交換容量一般是總交換容量的70-80%。