離子交換樹脂綠色工藝研究

王涵博　張明華

【摘要】伴隨著社會經濟的快速發展，環保技術產業正在發生日新月異的變化，這其中，離子交換樹脂工藝正在慢慢融入綠色再生工藝體系，這其中，離子交換水處理技術便是一項非常重要的節能環保技術。本文主要從混床樹脂電再生技術和復床樹脂電再生技術兩方面著手，就離子交換樹脂的綠色再生工藝這一課題進行研究。

【關鍵詞】離子交換樹脂；綠色再生；電再生；可持續發展

1離子交換水處理技術的發展現狀

經過了上百年的技術鉆研和發展融合，離子交換水處理技術當前已經逐漸成為以軟化和脫鹽處理為主的水處理方式。雖然可以用酸堿化學藥劑來再生使用離子交換樹脂的工作，但是這種再生技術的沿用對環境會造成非常大的負擔，所以這個問題迫切需要解決。近幾年，伴隨著反滲透技術的快速發展，離子交換水處理方式正在被大眾所接受，相對于傳統工藝，離子交換水處理方式擁有低成本、組合多元化、效率高等優點，自從20世紀末科學家們將電去離子凈水技術融入了產業發展，水處理技術與脫鹽系統的融合也在日積月累地快速發展著，離子交換水處理技術擁有高效的環保型和自主性，因此在21世紀已然成為主流脫鹽技術。

1.1混床樹脂電再生技術

混床樹脂電再生技術較之混床樹脂的化學酸堿再生工藝從根本上簡化了操作程序，不用再分離陰、陽樹脂，通過高效環保的水力能源進行輸送，把混床中的失效樹脂運送入體外電再生器，這個過程中，水力輸送法不僅僅可以完成了失效樹脂的輸送，還將再生好的樹脂進一步地傳送至其他儲器內，真正使得樹脂電再生實現了流態化的電再生，大大提升了整個工序的效率。

在混床的選擇上，不單單可以選擇普通混床，還可以選擇高速混床，高速混床全稱為凝結水經處理用高速混床，較之普通的混床，高速混床可以在120m/h的流速下正常工作。通過水力輸送的方法，將失效后的樹脂經由樹脂再生裝置進行再生，然后回輸給高速混床進行操作。整個過程的輸送系統都不需要有任何的改變，僅需要操作的便是在樹脂輸送系統中串聯進體外電再生器，高效環保，真正實現綠色化工藝操作。

1.2復床樹脂電再生技術

復床樹脂電再生的工作環境與混床樹脂電再生技術略顯不同，需要在陽床和陰床兩個設備上進行，電再生過程中分理出的陽樹脂和陰樹脂需要分別放置在陽床和陰床。和混床樹脂再生技術相比，復床樹脂電再生技術在體外電再生裝置上增加了一個雙極膜，增添雙極膜的目的是為了將數值分為陰、陽兩段。工作進程中，因為直流電場的效用，水離子分為了H+和OH-，兩種離子分別以不同的形式進入陰、陽離子再生器，進而接觸失效樹脂的陰、陽端，最后生成H型和OH型電再生樹脂。整個復床樹脂電再生過程完全避免了一些副反應現象，例如常見的Ca（OH）2和Mg（OH）2沉淀現象。這種沉淀現象的發生主要是因為失效樹脂的陽端吸附了水中的Na+、Ca2+和Mg2+，吸附以上離子的陽床樹脂一旦混入混床電再生室中，那么H+將會和陽床樹脂吸附的離子進行交換，最后與水電離出的OH-發生化學反應，進而發生Ca（OH）2和Mg（OH）2沉淀現象。

2樹脂電再生技術的優點

較之傳統的化學再生技術，融合了離子交換水處理技術的樹脂電再生技術擁有如下優點：

第一，資源消耗上更加環保。樹脂化學再生法消耗的是酸堿化學藥劑，而樹脂電再生法消耗的卻是水和電。在能源的使用上，樹脂電再生法就要更加環保，貼近綠色再生性質。樹脂電再生沖洗失效樹脂的方式是水力輸送，沖刷后的純水經過一定的處理還可以進行循環利用，這些純水一般較之日常生活中所利用的自來水還要純凈，可以利用固定的容器進行儲備循環利用。所以，在整個樹脂電再生過程中，對于水的消耗近乎于零。另外，樹脂電再生法消耗的電能一般在79.9KJ/mol，在電再生法的過程中，水電離需要的耗電量非常少，這極大地促進了電再生法的節能環保功效。樹脂化學再生法卻是要遜色許多，首先在化學再生的過程中，酸堿的利用效率很難得到保證，為了能夠讓再生效果達到預期效果，一般都會采用較之正產量多出兩倍甚至是三倍的化學再生藥劑。如此經過各方計算，樹脂化學再生法的耗能較之樹脂電再生法要高出許多。

第二，環境污染更小。樹脂電再生法較之樹脂化學再生法要更加環保，樹脂化學再生法排放出來的廢物酸堿一經進入河流或者自然環境中，會對當地的生態環境非常嚴重的影響。而樹脂電再生法整個過程基本上都沒有廢物排放，更談不上對環境造成任何污染，因此也不會影響到整個生態環境的可持續發展。

第三，經濟效益更高。樹脂電再生法之所以在21世紀被環保產業廣泛應用，一方面是因為樹脂電再生法的低污染，另一方面也是因為樹脂電再生法較之樹脂化學再生法擁有更高的經濟效益。首先在成本消耗上，樹脂電再生法百年能夠節約更多的投資成本，僅僅需要負擔少量的電費和水費；其次，在生態污染罰款上，樹脂電再生法又能夠為企業省去不少的費用。經過初步估算，樹脂電再生法節約的企業成本一年可以在300萬元上下。

參考文獻

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