解说几种离子交换树脂在工业废水处理中的研究-北极星水处理网

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随着工业的迅速发展，工业废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁着人类的健康和安全。对于保护环境来说，工业废水处理比城市污水处理更为重要。

离子交换树脂(IER)是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，是交联的高分子共聚物引入不同性质离子交换基团而成的。离子交换树脂具有交换、选择、吸附和催化等功能，在工业废水处理中，主要用于回收重金属和贵稀有金属，净化有毒物质，除去有机工业废水中的酸性或碱性的有机物质如酚、酸、胺等。

离子交换树脂法曾是我国工业废水治理中应用最广泛的技术之一。20世纪70年代中期上海光明电镀厂等首先应用离子交换树脂处理含铬废水，实现既除害，又可回收铬酸以及大量水得到循环回用的三重目的，此后离子交换树脂法曾在我国大中城市的工业废水处理行业广泛应用。近年来离子交换法由于其处理容量大，能够除去各种金属离子和酸根离子，处理水质好，可以回用，越来越受到重视，已经成为重金属工业废水处理的主要方法之一。

目前，在工业废水处理中使用的离子交换树脂根据所含官能团的性质可分为阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂以及氧化还原型树脂等。应用IER进行工业废水处理，不仅树脂可以再生，而且操作简单，工艺条件成熟且流程短。

1阳离子交换树脂

1.1强酸性阳离子交换树脂

这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基—SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3-能吸附结合溶液中的其他阳离子。这2个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

李红艳利用001×7、D61和D0013种阳离子(3种树脂均为强酸性的苯乙烯系阳离子交换树脂)交换树脂，模拟研究了3种树脂对氮肥厂工业废水中氨氮的吸附等温式，结果表明，用D61树脂处理含高浓度氨氮的工业废水效果较为理想，但是实验中发现钙镁离子对于3种树脂吸附氨氮均有较大影响。

1.2弱酸性阳离子交换树脂

这是指含有羧酸基(—COOH)、酚基(—C6H4—OH)的离子交换树脂，其中以含羧酸基的弱酸型树脂用途最广。树脂离解后余下的负电基团，如R—COO—(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH=5～14)起作用。高的交换容量、容易再生、以及对二价金属离子具有较好选择性是这种阳离子交换树脂的重要特点。

宋秀玲等在常温条件下研究了Dl13树脂吸附Mn(Ⅱ)的过程。结果表明，当溶液pH值为6.5～7.0、吸附时间为120min时，废水中Mn(Ⅱ)离子的去除率达到99%，吸附容量为136.98mg/g。当盐酸浓度为3～4mol/L时，一次解吸率可达100%。该树脂对Mn(Ⅱ)的吸附曲线符合Langmuir和Fre-undlich吸附等温线，内扩散系数随溶液pH值、溶液中Mn(Ⅱ)浓度的增大而增大。

2阴离子交换树脂

2.1强碱性阴离子交换树脂

这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)—NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH值下都能正常工作。

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