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树脂回收再利用之离子交换树脂的再生处理     

发布时间:2022-10-10 09:28:51 浏览:164次

1.常规再生处理

废离子交换回收废树脂后,由于吸附的杂质接近饱和状态,需要进行再生处理,用化学物质清除树脂吸附的离子和其他杂质,使其恢复原有的组成和性能。在实际应用中,为了降低再生成本,应适当控制再生剂的用量,使树脂的性能恢复到经济合理的再生水平,性能恢复程度通常为70~80%。如果要达到更高的再生水平,再生剂的用量应该大大增加,再生剂的利用率应该降低。

根据树脂的种类、特点和运行经济性,选择适当的再生剂和工作条件。

树脂的再生特性与其类型和结构密切相关。强酸性和强碱性树脂难以再生,再生剂量远高于理论值;弱酸性或弱碱性树脂易于再生,再生剂量仅略高于理论值。此外,大孔和低交联树脂更容易再生,而凝胶和高交联树脂则需要更长的再生反应时间。

再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选择,价格较低的酸、碱或盐应适当选择。例如,钠型强酸阳树脂可使用10%NaCl溶液再生,用量是其交换容量的两倍(用量)NaCl量为117g/l树脂);氢强酸树脂用强酸再生。使用硫酸时,应防止被树脂吸附的钙与硫酸反应产生硫酸钙沉淀物。因此,应先进入1~2%的稀硫酸再生。

氯强碱性树脂主要用于氯强碱性树脂NaCl溶液可以再生,但加入少量碱有助于溶解和洗涤树脂吸附的色素和有机物,因此通常使用10%NaCl+0.2%NaOH碱盐液再生,常规用量为每升树脂150~200gNaCl,及3~4gNaOH。OH4%用于强碱阴树脂NaOH溶液再生。

树脂再生的化学反应是树脂原有交换吸附的反应。根据化学反应平衡原理,提高一方物质的浓度可以促进另一方的反应,因此提高再生液浓度可以加速再生反应,达到较高的再生水平。

为了加速再生化学反应,通常先将再生液加热至70~80℃。树脂的流速一般为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。然后用软水冲洗树脂约一小时(水量约4BV),洗完水后,再用水反洗,直到洗出液无色,无浊度。

有些树脂在再生和反洗后,需要调整pH值。因为再生液通常含有碱,所以即使再生后洗树脂,也通常是碱性的。一些脱色树脂(特别是弱碱性树脂)应在微酸下工作。此时,可以进入稀盐酸,使树脂pH值降至6左右,再用水正洗,反洗一次。

树脂长期使用后,由于其吸附的部分杂质(尤其是大分子有机胶体物质)不易被常规再生处理冲走,逐渐积累,污染树脂,降低树脂效率。这个时候要用特殊的方法处理。例如,阳离子树脂被含氮的两性化合物污染,可以使用4%NaOH溶液处理,溶解排出;阴离子树脂受有机物污染,可改善碱盐溶液中的碱盐溶液NaOH浓度至0.5~1.0%溶解有机物。

2.特殊再生处理

对污染严重的树脂,可用酸性或碱性盐溶液反复处理,如先用10%NaCl+1%NaOH碱盐溶液溶解有机物,再用4%HCl或分别用10%NaOH及1%HCl溶解无机物,再用10%NaCl+1%NaOH处理,在约70℃下进行。

如果上述处理效果不符合要求,可采用氧化法处理。也就是说,用水洗树脂后,将浓度为0.5%的次氯酸钠溶液输入,控制流速2~4BV/h,通过量10~20BV,然后用水冲洗,然后用盐水处理。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,容易破裂,因此不宜常用。氧化处理通常在使用50周期后进行。由于氯树脂具有很强的抗氧化性,在氧化处理前将盐水处理成氯,这也可以避免处理过程中的氯pH值变化,使氧化作用相对稳定。

3.处理再生废液

糖厂用树脂脱色,树脂回收废液中含有大量的色素和有机物,颜色很深。用原糖生产精糖时,每100吨糖的回收废液量约为6~9m3.排放(或循环)需要处理,这也是一个难题。

Bento详细研究了再生液的化学处理,使色素和其他有机物沉淀,去除杂质后再循环利用,减少排放,充分利用氯化钠。由于再生液中色素浓度是糖汁的10倍以上,液体量小,无糖液粘度,可以允许强碱性、高温等强烈条件,无需担心糖的分解,因此化学处理更方便。再生液中加入5~10%的石灰乳(浓度为含量)CaO100g/l),加热到60℃轻轻搅拌,大量有色物沉淀沉淀。加入碳酸钠或二氧化碳、磷酸钠或磷酸并保持碱性,可使更多的有色物沉淀。加入少量盐树脂的初级再生液中,然后用新的盐水再生。

废液的处理方法有很多:用颗粒活性炭吸附,用次氯酸钠、次氯酸钙、氯气或臭氧氧氧化,用超滤或反渗透法分离有机物,或用粉状树脂吸附。Guimaraes利用微生物降解其有色物,取得良好效果.


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