国内离子交换树脂生产及应用现状与前景_黄艳

净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGYVol.29,No.5,2010October25th,2010同时，由于第一次聚合后的网格空间被第二次共聚物的网络占据，因此其密度增大、刚性增强、珠体合格率提高、工作交换容量也大大高于具有相同交联度的常规树脂。另外，还有研究表明[9]，通过改变两网质量比、第二网交联度，可以获得机械强度高、选择吸着性好和内扩散系数大的离子交换树脂。利用互贯聚合的方法，可以生产出多种具有不同网络结构的特殊的离子交换树脂，例如两性树脂[10]、聚丙烯腈/聚氯乙烯互贯树脂[11]等。后交联法又称附加交联法，是用聚苯乙烯溶液或溶胀态低交联聚苯乙烯与交联剂氯甲醚等发生付氏反应。引入的氯甲基在较高温度下，可与邻近的苯环进一步发生付氏反应，从而实现两个高分子链上苯环的交联。丹东化工三厂的孟繁生等[12]采用附加交联法合成了强碱性阴离子交换树脂，并与普通201×7树脂进行比较，证明了该种树脂具有结构均匀、转型膨胀率低、强度好、交换容量高等显著特点。此外，后交联法还可以应用于高吸水性树脂的制备[13-14]。2国内树脂应用情况离子交换树脂广泛应用于电力、食品、医药卫生、石油化工、电子、冶金和环保等多个领域。表2所示为国内具有较大产能的浙江争光实业股份有限公司在2006年和2007年销售行业的分布情况。离子交换树脂最突出的应用是在水处理领域。其中，在电力行业的应用比例最大，主要是用在火力发电厂补给水处理和凝结水精处理上，少部分用于循环水和发电机内冷水的处理。随着电力工业的发展，机组单机容量逐步向高参数、超临界、大容量发展，机组性能的提高，对电厂水质提出了更高的要求[15]，因此对离子交换树脂的要求也越来越高。在火电厂各种水的处理中，由于凝结水水量约占锅炉总给水量的90%以上，凝结水处理的精度和深度直接决定锅炉给水品质的好坏，因此凝结水精处理所用的树脂一直是人们关注和研究的重点对象。目前，国内火电厂所用的凝结水精处理方法主要有体外再生式高速混床、粉末过滤器以及两者联合运行方式，相应地有高速混床专用树脂和粉末树脂。由于高速混床运行水量大、运行流速高、运行水含盐量低及运行温度较高等特点，要求所使用的混床树脂具有机械强度高、粒径均一度好、耐热性好等特性，因此耐温性好强度高的大孔型均粒树脂在凝结水的处理方面显示出了突出的优势。此外，粉末树脂过滤器目前也被国内多家电厂所采用。粉末树脂失效后可直接丢弃、无需再生，极限交换容量利用率高；另外粉末树脂对水中有机物和胶体去除率较高，其对氧化铁的去除率可以达到85%，对胶体硅的去除率可以达到99%。因此采用粉末树脂进行凝结水精处理具有基础建设费用低、出水水质好及减少废酸废碱排放等优势。但是粉末树脂也存在运行费用较高、铺膜工艺不易操作等缺点，这可能是粉末树脂至今未能在国内电厂普遍使用的原因。目前，国内主要的离子交换树脂生产厂商（如浙江争光实业股份有限公司、苏青水处理工程集团公司等）都针对火力发电厂水质的新特点和水质指标新要求研制和生产出了相应的新型树脂，并经生产运行实践证明其树脂性能良好。如浙江争光实业股份有限公司的混床专用反常规均粒树脂[16]、高速混床专用树脂、ZGDL系列内冷水专用混床树脂及ZGPX系列粉末树脂等分别适用于不同水处理场合，其技术水平和性能均位列国内同类产品前列。离子交换树脂不仅可以用于工业用水的处理，而且可用于饮用水的净化处理，由于它可以有效去除饮用水中过量的硝酸盐[17]、氟[18]及微量重金属[19]等杂质，因此在饮用水的净化中也发挥着举足轻重的作用。虽然在这一领域，国内起步晚于国外，但目前国内离子交换树脂在饮用水处理中的应用正在不断扩大。众所周知，离子交换树脂用于水处理领域的主要目的是去除水中的杂质离子，但近年来，离子交换树脂在工业水处理中发挥了新的作用。如前文所述，与凝胶型树脂相比，大孔型离子交换树脂具有抗有机物污染的能力，因此大孔树脂可以用来代替常规行业电力／%饮用水／%食品／%石油化工／%冶金／%电子／%核能／%医药／%环保／%其它／%2006年411512164321152007年30201017554333表2某离子交换树脂厂在2006年和2007年离子交换树脂销量分布Tab.2Industrydistributionofionexchangeresinsoldbyonedomesticmanufacturerin2006and200713--Vol.29,No.5,2010的活性炭过滤器起到去除水中有机物的作用。用大孔树脂对有机物去除率高、可重复利用，这样便克服了活性炭在吸附有机物等杂质饱和后吸附能力不可完全恢复的缺点。目前，国内有很多学者和研究人员分别从技术环节[20]、有机物在大孔树脂上的吸附特性[21-22]及影响有机物富集率的因