干貨|在實(shí)際水處理運(yùn)行中，離子交換樹(shù)脂選擇性的影響因素有哪些？

　　水中各種離子在與離子交換樹(shù)脂交換時(shí)，其能力是不同的，有的離子很容易被樹(shù)脂吸附，但在再生的時(shí)候，很難被“置換”下來(lái)。有的則很難被樹(shù)脂吸附，但很容易被“置換”下來(lái)。這種性能就稱(chēng)為離子交換樹(shù)脂的“選擇性”。

　　在實(shí)際水處理運(yùn)行中，離子交換樹(shù)脂的選擇性會(huì)影響樹(shù)脂的交換、制水和再生過(guò)程，因此了解樹(shù)脂的選擇性至關(guān)重要。

　　離子交換樹(shù)脂選擇性的影響因素

　　由于離子交換的過(guò)程是水溶液中的可交換離子與交換基團(tuán)上的可交換離子發(fā)生交換，因而離子交換樹(shù)脂的選擇性主要取決于被交換離子的結(jié)構(gòu)，其規(guī)律為：

　　離子交換樹(shù)脂對(duì)價(jià)數(shù)較高的離子的選擇性較大，也就是說(shuō)水中離子電荷越大，就越易被離子交換樹(shù)脂吸著;反之，如果離子的電荷越小，就越不容易被吸著，例如二價(jià)的離子比一價(jià)的離子更易被吸著。

　　對(duì)于帶有相同電荷的離子，則對(duì)離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價(jià)的金屬離子中，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，其選擇性較大。

　　此外離子交換樹(shù)脂的選擇性還與樹(shù)脂的交聯(lián)度、溶液濃度和水的溫度等因素有關(guān)。

　　一般情況下交聯(lián)度越高，對(duì)離子的選擇性就越大;

　　凝膠性樹(shù)脂的選擇性要比大孔性樹(shù)脂的選擇性要大;

　　濃溶液與稀溶液相比，濃溶液中的低價(jià)離子易被樹(shù)脂吸附，也就是說(shuō)液體濃度越低，選擇性就越大，液體濃度越高，選擇性就越小;

　　對(duì)有色物的吸附，比如強(qiáng)堿性陰離子樹(shù)脂，它對(duì)還原糖的堿性分解產(chǎn)物的吸附較強(qiáng)，而對(duì)焦糖色素的吸附較弱。

　　各種樹(shù)脂對(duì)不同離子選擇性順序

　　在離子交換水處理中，往往需要知道水中何種離子優(yōu)先被樹(shù)脂吸著，何種離子較難被吸著，即所謂的選擇性順序，根據(jù)這個(gè)順序，可以判斷水通過(guò)交換器時(shí)何種離子易容易泄露于出水中。

　　那各種樹(shù)脂對(duì)水中不同離子的選擇性的順序排列是怎樣的呢?

　　在常溫、常規(guī)離子濃度的水溶液中，常見(jiàn)離子的選擇性順序?yàn)椋?/p>

　　強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與水中陽(yáng)離子交換的選擇性順序?yàn)椋?/p>

　　也就是說(shuō)，采用氫型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂上的氫離子(H+)可以與水中排列在H+左側(cè)的所有的陽(yáng)離子進(jìn)行交換;如果采用鈉型樹(shù)脂，則可以與水中排列在Na+左側(cè)的所有的陽(yáng)離子進(jìn)行交換。

　　弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與水中陽(yáng)離子交換的選擇性順序?yàn)椋?/p>

　　采用弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)，會(huì)優(yōu)先交換氫離子(H+)，H+的交換順序就排列在了最前面

　　強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂交換的選擇性順序?yàn)椋?/p>

　　采用OH型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，樹(shù)脂上的氫氧根離子(OH-)可以與水中排列在OH-左側(cè)的陰離子進(jìn)行交換。

　　弱堿性陰離子樹(shù)脂交換的選擇性順序?yàn)椋?/p>

　　采用弱堿性陰離子交換樹(shù)脂的情況下，則會(huì)優(yōu)先交換OH-，OH-的交換順序就排列在了最前面。

　　特種離子交換樹(shù)脂的選擇性

　　以上為普通離子交換樹(shù)脂在在常溫、常規(guī)離子濃度的水溶液中離子的交換順序，特種離子交換樹(shù)脂由于其特殊的官能團(tuán)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種或者幾種目標(biāo)污染物離子進(jìn)行選擇性吸附。

　　特種樹(shù)脂的官能團(tuán)是在普通樹(shù)脂官能團(tuán)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)特殊的分子化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了一定的修飾改性或者直接使用了對(duì)某種污染物離子具有特殊親和性的物質(zhì)做官能團(tuán)，可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的離子交換過(guò)程。

　　以特種除硝酸鹽樹(shù)脂Tulsimer?A-62MP為例，其官能團(tuán)是在季氨I型官能團(tuán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的修飾，使得它在含有一定量硫酸根、氯離子以及碳酸氫根的水中可以有選擇的吸附去除硝酸根而不受其他陰離子的干擾。

　　如果用普通的陰樹(shù)脂來(lái)吸附去除水中硝酸鹽，陰樹(shù)脂幾乎交換了水中的所有的硫酸鹽后，才與水中的硝酸鹽交換。也就是說(shuō)，硫酸鹽的存在會(huì)降低樹(shù)脂對(duì)硝酸鹽的去除能力，甚至在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“雪崩”現(xiàn)象(出水硝酸鹽指標(biāo)突然爆表，遠(yuǎn)于進(jìn)水硝酸鹽含量)，導(dǎo)致項(xiàng)目運(yùn)行失敗，環(huán)保不達(dá)標(biāo)，給環(huán)保工程公司和企業(yè)主帶來(lái)整改處理麻煩甚至導(dǎo)致項(xiàng)目糾紛等嚴(yán)重情況。

　　而Tulsimer ?A-62MP除硝酸鹽樹(shù)脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對(duì)硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。在樹(shù)脂官能團(tuán)NR3+中的N原子周?chē)黾犹荚醋訑?shù)目可以提樹(shù)脂對(duì)硝酸鹽的選擇性，當(dāng)樹(shù)脂上NR3+中的氮原子周?chē)募谆優(yōu)橐一鶗r(shí)，樹(shù)脂對(duì)硝酸鹽與硫酸鹽的選擇性系數(shù)KSN從100增加到1000。其對(duì)硝酸鹽的選擇性順序依次為：HCO3-＜Cl-＜SO42-＜NO3-。

　　再比如特種除氟樹(shù)脂Tulsimer?CH-87，其官能團(tuán)就是特殊的氟選擇性官能團(tuán)，雖然從離子性質(zhì)上分類(lèi)同屬于陰離子交換樹(shù)脂，但是他的官能團(tuán)不是我們常說(shuō)的季氨型官能團(tuán)，而是一種特殊的對(duì)氟離子具有強(qiáng)親和性的官能團(tuán)。

　　科海思作為集廢水處理、工藝設(shè)備、工程承接于一體的綜合服務(wù)商，2011年與美國(guó)Thermax集團(tuán)(Tulsimer)、德國(guó)Watch集團(tuán)合作，成為其中國(guó)區(qū)總代理，將“特種離子交換樹(shù)脂”引進(jìn)國(guó)內(nèi)。

　　目前已為多家行業(yè)企業(yè)提供一體化水處理解決方案，幫助企業(yè)提標(biāo)改造，進(jìn)行廢物資源回收利用的同時(shí)，更大程度提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。