新的離子交換樹(shù)脂再生方式

　　離子交換樹(shù)脂在生物醫(yī)藥經(jīng)常在用到，生物醫(yī)藥如分離、提純、吸附、脫色、高純水或軟化水、生物提取多會(huì)用到離子交換樹(shù)脂，離子交換樹(shù)脂的再生方式離子交換劑失后通過(guò)再生來(lái)恢復(fù)離子交換能力，常用再生方式有順流再生與逆流再生。

　　、順流再生

　　順流再生時(shí)原水與再生液流過(guò)交換劑層的方向相同。因此在再生液流過(guò)交換劑層時(shí)先接觸到的是交換劑層上部完失的已包含上部交換劑層被置換出來(lái)的離子，影響交換劑層下部的再主度(再生度指離子交換劑層中已再生離子量與部交換容量的比值)，造成處理水質(zhì)降低、再生劑耗量增加。順流再生離子交換設(shè)備簡(jiǎn)單，工作可靠，但受原水水質(zhì)組分影響大，再生果換容量不能得到充分利用。而再生后，下部再生度低，為了提高出水質(zhì)量和工作交換容量，必須增加再生劑的耗量。

　　二、逆流再生

　　原水從交換器上部進(jìn)人與再生液的方向相反，逆流再生(也稱對(duì)流再生)過(guò)程。

　　1.逆流再生的優(yōu)點(diǎn)

　　與順流再生比較，采用逆流再生提高了再生劑利用率，降低再生劑耗量30%-50%提高出水質(zhì)量；降低清洗水耗量30%~50%降低再生廢液排放量與排放濃度，排放再生廢液中酸、堿濃度小于1%。采用逆流再生原水含鹽量500mg/L時(shí)，仍能保持出水質(zhì)量；由丁辱部交換劑再生徹底，增”口交換劑工作層，同時(shí)原水先接觸上部未徹底再生交換劑，減少了反離子應(yīng)，提高了交換劑工作交換容量。

　　2.逆流再生設(shè)備結(jié)構(gòu)點(diǎn)

　　在運(yùn)行中，如采用強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂，當(dāng)由H型樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Na型，由。H型樹(shù)脂轉(zhuǎn)為Cl型時(shí)，體積收縮，交換劑層孔隙率逐漸減少，實(shí)際樹(shù)脂失時(shí)體積縮小80l00mm。逆流再生時(shí)，再生液從底部進(jìn)人，需要保持交換劑層穩(wěn)定，壓實(shí)狀態(tài)，因此需要增加壓實(shí)層與頂壓措施。壓實(shí)層的作用能截留懸浮雜質(zhì)，使頂壓的空氣或水通過(guò)壓實(shí)層能均勻分布于整個(gè)床層，保持床層在逆流再生時(shí)床層不上升或流動(dòng)。頂壓措施有氣頂壓(在底部進(jìn)再生液，同時(shí)在上部進(jìn)凈化壓縮空氣)、水頂壓(在底部進(jìn)再生液，同時(shí)在上部小流量進(jìn)水)及無(wú)頂壓(再生液在底部低速進(jìn)人)三種方式。壓實(shí)層高度般在中間排液管上面150~200mm。采用壓實(shí)層可以防止交換劑層上升或流動(dòng)并截留進(jìn)水中雜質(zhì)。壓實(shí)層材料曾經(jīng)采用過(guò)白球等，當(dāng)前都采用與其相同的離子交換樹(shù)脂。無(wú)頂壓(再生液低速進(jìn)人)操作簡(jiǎn)單已廣泛應(yīng)用，采用無(wú)頂壓逆流再生壓實(shí)層可適當(dāng)提高，目前般采用200mm。

　　3.逆流再生的應(yīng)用

　　在強(qiáng)弱型樹(shù)脂聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)中，強(qiáng)型樹(shù)脂的再生可采用順Ilk再生或逆流再生，弱型樹(shù)脂般采用順流再生，因弱型樹(shù)脂易再生，再生水平對(duì)弱型樹(shù)脂工作交換容量的影響不大。

　　三、再生工藝參數(shù)

　　1.再生劑種類

　　離子交換樹(shù)脂的再生劑有鹽(NaCI )、酸(I-ICI, H2SO4)、堿(NaOH)等。在化工企業(yè)中，有采用硝酸做陽(yáng)床再生劑的實(shí)例。為防止硝酸的強(qiáng)氧化性對(duì)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂造赫壞，般控制再生劑的濃度在2%~2. 5%，再生劑的用量為理論量的2~3倍，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的工作交換容量在800mol/m3左右。再生劑管路采用耐硝酸腐蝕不銹鋼材質(zhì)。橡膠在硝酸的強(qiáng)氧化性作用下易老化開(kāi)裂，失去防腐作用，為此陽(yáng)床內(nèi)壁涂刷抗硝酸涂料。

　　2.再生劑的純度

　　再生用的藥品質(zhì)量對(duì)離子交換樹(shù)脂的再生果有很大的影響，陰離子交換樹(shù)脂再生采用高純堿有利于對(duì)陰樹(shù)脂的再生。根據(jù)離子交換平衡原理，對(duì)工業(yè)堿與高純堿質(zhì)量的理論分析得出，采用高純堿再生時(shí)，其陰床出水Cl含量?jī)H為工業(yè)堿再生時(shí)的1/46。實(shí)踐證明，采用高純堿再生時(shí)，樹(shù)脂的再生度提高了約77%，樹(shù)脂的工作交換容量提高了約13%，同時(shí)設(shè)備的周期制水量提高了約16 %。表3-24為弱堿陰樹(shù)脂工作交換容量與進(jìn)水質(zhì)、堿液質(zhì)量的關(guān)系。

　　3.再生劑量

　　離子交換是可逆的，離子交換劑失后理論上再生1 mol離子量需要再生劑的摩爾量稱為再生比耗(或稱再生水平)，以100%純度再生劑表示。也可用實(shí)際再生劑的消耗量與理論需要量的比值來(lái)表示，如強(qiáng)堿陰樹(shù)脂需要100%純度NaOH的再生比耗為1.5，即實(shí)際再生lmol離子量需要的NaOH量1.5×40是60g(1molNaOH是40g)，也可以說(shuō)強(qiáng)堿陰樹(shù)脂需要100%純度NaOH的再生比耗(再生水平)為60g/mol。再生比耗與進(jìn)水水質(zhì)、樹(shù)脂質(zhì)量、再生方式等因數(shù)有關(guān)。離子交換樹(shù)脂次再生，其再生劑量應(yīng)是設(shè)計(jì)再生劑量的1.5~2倍，逆流再生設(shè)備在大反洗后的再生劑量要增加10%-50%。

　　4.再生液溫度

　　般均在常溫下再生。陰樹(shù)脂再生時(shí)，所用再生液的溫度和再生時(shí)間，對(duì)再生程度的影響要比陽(yáng)樹(shù)脂大。當(dāng)原水中Si02 <ΣA<10%，加熱堿液不經(jīng)濟(jì)Si02 <ΣA比值升高時(shí)，加熱堿液除硅果明顯提高。陰離子交換樹(shù)脂提高再生液的溫度可以改善對(duì)硅酸的再生果和縮短再生時(shí)間，但溫度太高易使樹(shù)脂的交換基團(tuán)分解，影響其交換容量的使用壽命。實(shí)踐證明，再生和清洗的佳溫度對(duì)于工型強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂為35~50℃ II型為(35士3)℃在動(dòng)態(tài)陰離子交換過(guò)程中，HSiO-3在樹(shù)脂層中的分布情況與其他陰離子有些不同。HSiO-3雖然主要是被下層的陰樹(shù)脂吸附著，但就是在上層的樹(shù)脂中也有少量吸附。同理，再生時(shí)，樹(shù)脂層中硅酸氫根被置換出來(lái)的速度也就比較緩慢。堿液不加熱要增加再生劑的耗量。

　　5.再生液的濃度和流速

　　再生液流速涉及再生液和樹(shù)脂的接觸時(shí)間，直接影響再生果。在離子交換器中，再生液的流速般控制在4~8m/h。如果再生液和樹(shù)脂的接觸時(shí)間不夠，可調(diào)整再生液的濃度和流速，必要時(shí)修改設(shè)備直徑。強(qiáng)型離子交換樹(shù)脂的再生濃度般采用2%-5%，弱型離子交換樹(shù)脂容易再生，對(duì)再生率影響不大，再生濃度般采用0.5%5%。強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的再生流速sυ=2~4，再生時(shí)間與運(yùn)行時(shí)進(jìn)水中的Si02%有關(guān)。

　　6.置換

　　樹(shù)脂再生后，再生系統(tǒng)管道與樹(shù)脂層內(nèi)殘存定量的再生劑，需用水(或去離子水)進(jìn)行清洗，這個(gè)過(guò)程也稱為“置換”清洗水量是系統(tǒng)、設(shè)備自用水量的部分。置換過(guò)程中的需水量。