离子交换树脂及其在废水处理中的应用_梁志冉

第19卷第3期2006年6月污染防治技术POLLUTIONCONTROLTECHNOLOGYVol.19,No.3Jun.,2006离子交换树脂及其在废水处理中的应用梁志冉,涂勇,田爱军,白永刚(江苏省环境科学研究院,江苏南京210036)摘要:介绍了离子交换树脂及其在多种废水处理中的应用研究。离子交换树脂法处理废水具有可深度净化、处理效率高和能实现多种金属综合回收的优点,在水处理领域必将得到更为深入的应用。关键词:离子交换树脂;废水处理;应用研究中图分类号:X703.5;TU991.26+2文献标识码:AIon-ExchangeResinandItsApplicationtoWastewaterTreatmentLIANGZhi-rang,TUYong,TIANAi-jun,BAIYong-gang(JiangsuAcademyofEnviromentalScience,Nanjing,Jiangsu210036,China)Abstract:Thestudyonion-exchangeresinforwastewatertreatmentanditsapplicationarediscussedinthepaper.Theadvan-tageswithdeeppurification,hightreatmentefficiencyandrecoveryofmetalsforwastewatertreatmentbyion-exchangeresinarein-troduced,andthismethodwillbeappliedwidelytothewatertreatmentregion.Keywords:ion-exchangeresin;wastewatertreatment;appliedresearch收稿日期:20050602;修订日期:20050614作者简介:梁志冉(1976—),男,江西东乡县人,助工,大专,专业方向:环境工程技术研究及设计。概述离子交换树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子材料。离子交换树脂不溶于酸、碱溶液及各种有机溶剂,结构上属于既不溶解、也不熔融的多孔性固体高分子物质。每个树脂颗粒都由交联的具有三维空间立体结构的网络骨架构成,在骨架上连接着许多较为活泼的功能基。这种功能基能离解出离子,可以与周围外边离子相互交换。离子交换树脂的单元结构由三部分组成:不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团所带的相反电荷的可交换离子,其示意见图1[1]。图1离子交换树脂示意按交联聚合物的不同,离子交换树脂可分为苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系、脲醛系、氯乙烯系等;按树脂形态的不同可分为凝胶型和大孔型两种。另外,根据离子交换树脂所含官能团的性质又可分为强酸、弱酸、强碱、弱碱、螯合、酸碱两性和氧化还原型七类;按用途还可分为水处理用、药用、催化、脱色、分析用树脂以及核子级树脂等。离子交换树脂不溶于一般的酸、碱溶液及许多有机溶剂,以交换、选择、吸收和催化等功能来实现除盐、分离、精制、脱色和催化等的应用,能广泛应用于电力、化工、冶金、医药、食品和核工业等部门,主要是制取软水和纯水、三废处理及分离精制药品等。由于离子交换反应是可逆的,因此离子交换树脂可以通过交换和再生反复利用。目前,离子交换树脂在水处理领域得到了广泛的应用,具有可深度净化、效率高及能达到综合回收等优点,因而占有十分重要的地位[2]。3期梁志冉等.离子交换树脂及其在废水处理中的应用1离子交换树脂在废水处理中的应用研究1.1处理含汞废水含汞废水是危害最大的工业废水之一,离子交换树脂法适用于处理浓度低而排放量大、含有毒金属的废水。配合硫化钠明矾化学凝聚沉淀法作为二级处理,对低浓度含汞废水可达到排放标准。浙江省洞山县铜山制药厂原先采用硫化钠明矾化学凝聚沉淀法处理红汞生产中产生的含汞废水。由于含汞废水成分复杂,存在多种形态的汞化合物(有机汞、无机汞)、金属汞以及其他有机物和离子,对酸化pH值和硫化钠量不易控制,会使硫化汞形成整合物溶解,处理后废水中汞浓度仍达0.05～0.5mg/L,很难达到排放标准。为了探索技术上先进、经济上合理的治理途径,叶一芳等[3]通过多次实验,并选用了离子交换树脂法。经过近两年来的运行表明:(1)用树脂交换法除汞作为化学法的二级处理系统,能保证达到排放标准,且能实现封闭循环、连续稳定的运行,排放的废水可作为冷却水加以回用;(2)提高了生产能力,单位产品的成本降低,节约了治理费用;(3)应用树脂交换法还能对废水起到脱色作用,处理的水清晰透明。失效后的树脂不再回收,作为汞废渣回收汞,防止了二次污染。因此,应用离子交换法处理低浓度含汞废水,有明显的社会效益和经济效益。1.2处理含铜废水工业