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(简答题)

离子交换单元操作的影响因素是什么?

正确答案

①当废水中存在悬浮物质与油类物质时,会堵塞树脂孔隙,降低树脂交换能力,因此这些物质含量较多时应进行预处理,预处理的方法有沉淀、过滤、吸附等。
②当废水中溶解盐含量过高时,将会大大缩短树脂工作周期。当溶解盐含量大于1000~2000mg/L时,不宜采用离子交换法处理。
③高价离子的影响
废水中Fe3+、Al3+、Cr3+等高价金属离子可能导致树脂中毒。从前述树脂的选择性可看出,高价金属离子易为树脂吸附,再生时难于把它洗脱下来,结果会降低树脂的交换能力。恢复树脂的交换能力需要用高浓度酸液长时间浸泡。为了减少树脂中毒,可对废水进行预处理,以便去除这些高价的金属离子。
④氧化剂的影响
如果废水中含有较多氧化剂(如Cl2、O2、H2Cr2O7等),会使树脂氧化分解。在对这类废水进行离子交换处理时,可添加适量的还原剂或选用特殊结构的树脂(如交联度较大的树脂)。
⑤高分子有机物的影响
废水中某些高分子有机物与树脂活性基团的固定离子结合力很强,一旦结合就很难再生,结果降低树脂的再生率和交换能力。例如高分子有机酸与强碱性季胺基团的结合力就很大,难于洗脱。为了减少树脂的有机污染,可选用低交联度的树脂或者废水进行交换处理前的预处理。
⑥pH值的影响
强酸和强碱离子交换树脂的活性基团的电离能力很强,交换能力基本上与pH无关。但弱酸树脂在低pH时不电离或部分电离,因此在碱性条件下,才能得到较大的交换能力。弱碱性树脂在酸性溶液中才能得到较大的交换能力。螯合树脂对金属的结合与pH有很大关系,对每种金属都有适宜的pH。另外,pH还能影响某些离子在废水中的存在状态(或形成络合离子或胶体)。例如含铬废水当pH很高时,六价铬主要以铬酸根(CrO42-)形态存在,而在pH低的条件下,则以重铬酸根(Cr2O72- )形态存在。因此,用阴树脂去除六价铬时,在酸性废水中比在碱性废水中的去除效率高,因为同样交换一个二价络合阴离子,Cr2O72-比CrO42-多一个铬离子。因此在进行离子交换处理前,应该将废水的pH调节到最佳条件。
⑦温度的影响
水的温度较高,可提高离子扩散速度,加速离子交换反应速度,但温度过高,就可能引起树脂的分解,从而降低或破坏树脂的交换能力。水温不得超过树脂耐热性能的要求。各种类型树脂的耐热性能或极限允许温度是不同的,可查阅有关资料或产品说明书。若水温度过高,应在进入交换树脂柱之前采取降温措施,或者选用耐高温的树脂。

答案解析

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