離子交換樹脂 技術經歷了百餘年的發展歷程，至今已成為軟化和脫鹽處理中占主導地位的水處理方式。離子交換樹脂工作失效後能用酸鹼鹽化學藥劑再生後反覆使用，這是這種水處理方式的優點，但樹脂再生所帶來的環境污染又迫切需要解決。
基本介紹
著我國對各種樹脂不斷的改良，羅門哈斯離子交換樹脂在環境和食品加工等領域得到不同程度套用，樹脂交換容量是樹脂性能好壞的一個重要標誌，如何提高樹脂交換容量一直是國內外學者研究的重要課題。本文主要探討如何提高樹脂交換能力。
很多羅門哈斯水處理樹脂生產企業基本上採用了混凝氣浮處理工藝流程。通過工藝運行結果可以看出：在進水COD為20000～30000mg/L時，處理後出水COD<500mg/L，系統出水水質達到國家標準。
羅門哈斯陽離子交換樹脂生產廢水中含有約10中主要特徵污染物，均屬於有毒有害且難降解的苯系物和有機臘類污染物，其中苯系物的相對質量分數最高，占有機物總量的75.3%.芬頓氧化法的降解能力最強，基本上能夠分解或轉化廢水中的主要特徵污染物，且處理後廢水的BODjCOD值由O.32提高到0.56;臭氧氧化法的降解能力次之，能夠有效地分解除2-氨基乙酷以外其他所有特徵污染物，且處理後廢水的BODjCOD值由O.32提高到0.51;次氯酸鈾氧化法處理效果最差，不能有效地分解轉化苯系物和有機臘類污染物，反而生成了3種毒性更強的氯代物，導致廢水的BODjCOD值由O.32降低至0.29，即降低了廢水的可生化性，不利於後續的生化處理。
分類與特性
分類
能與溶液中樣(陰)離子進行交換反映的功能性高分子聚合物成為羅門哈斯FPA離子交換樹脂。
通常可分為七類：強酸型、強鹼型、弱酸型、弱鹼型、螯合型、兩型、氧化還原性。水處理工程中用的最多的是：強酸型、強鹼型。
特性
含水量：數字的結構中，親水基團的水合水和交聯網孔中少量的游離水組成了樹脂的含水量。一般來說，同一種樹脂中，交換基團少的，其水合水也少;交聯度高的，其水合水少。
耐磨性：樹脂在儲運中承受擠壓，在使用中受到沖刷和摩擦，都會使樹脂磨損、破裂。
通常用模擬樹脂使用狀態的磨後圓球率來表示它的性能好壞。
耐熱性：樹脂在使用時一般不能超過它的工作溫度範圍，
工作溫度過高會破壞樹脂的結
構，工作溫度太低，交換能力大大下降。
膨脹性：一般來說，濕樹脂的體積要大於乾樹脂的體積。樹脂在轉型不同離子形態時，
其體積也會發生變化。例如：732陽離子交換樹脂，從鈉型轉成氫型，其體積增大約10%。所以，在設計使用設備的體積時，要考慮樹脂的膨脹性。離子交換樹脂對不同離子其交換反應難易程度不同，這種性質稱為離子交換樹脂的選擇性。一般來說，離子交換樹脂的選擇性與離子所帶電荷多少及水合離子半徑大小有關。離子所帶電荷越多，同價離子的水合離子半徑越小，選擇性越強，越容易發生交換反應。
強酸性陽離子交換樹脂的選擇順序：
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+
弱酸型陽離子交換樹脂的選擇順序：
H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+
強鹼型陰離子交換樹脂的選擇順序：
SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3-
弱鹼型陰離子交換樹脂的選擇順序：
OH->SO42->NO3->Cl->HCO3-
綠色再生工藝分析
羅門哈斯混床樹脂電再生
為了將EDI淨水設備中樹脂可自再生的現象利用來再生普通混床樹脂，作者設計了一個結構類似於EDI淨水設備的樹脂體外電再生器，只要源源不斷將普通混床中的失效樹脂，從原混床中抽出，再從體外電再生器進口送進，在直流電場的作用下，就有再生好的樹脂從其出口連續流出。在體外再生器內，進行著樹脂的電再生過程。原有混床樹脂的化學酸鹼再生工藝非常複雜，常有分離、再生、混合、清洗等再生步驟。然而，在混床採用電再生時操縱就很簡單，不必將陰、陽樹脂分離，用水力輸送法直接將原混床中失效樹脂送進體外電再生器，一邊將失效樹脂送進進行體外電再生，一邊又將再生好的樹脂送回原混床或其他儲器，實現了體外電再生器中樹脂的流態化電再生。
復床樹脂電再生
復床是指陽樹脂和陰樹脂分置於兩個設備中，一為陽床，另一為陰床，以區別於這兩種樹脂混契約置於一個設備中的混床。復床樹脂與混床樹脂相比，其體外電再生裝置的區別在於：復床樹脂電再生裝置膜對構成中增添了雙極膜，這相當於在混床樹脂電再生室中間插了雙極膜，將其一分為二，一變為復床中陽床樹脂電再生室，另一變為復床中陰床樹脂電再生室。這時，在直流電場作用下，水電離所產生的H+和OH-離子，分別進進各自的陽、陰離子再生室，與相應的失效樹脂發生交換反應，使失效樹脂相應轉化為H型和OH型，實現電再生。同時，又避免發生對樹脂電再生過程有危害的副反應，由於復床位於脫鹽系統的前端，失效陽床樹脂除了吸著了水中所含的大部分Na離子外，還吸著了水中所含的全部Ca2和Mg2離子，假如將這種樹脂送進原來的混床電再生室中，那么電再生時水電離所天生的H+離子，可與樹脂上所含Ca2、Mg2和Na離子交換，交換下來的Ca2和Mg2離子就可能與水電離所天生的OH-離子發生反應，天生Ca(OH)2或Mg(OH)2沉澱，覆蓋在樹脂或膜的表面，堵塞孔道，影響後續的離子遷移、擴散和交換過程，終極使樹脂電再生難以持續下往。樹脂電再生法與化學再生法的對比評價
樹脂電再生法要消耗水和電。在樹脂電再生過程中，要用純水水力輸送和不斷沖洗失效樹脂。這部分純水從再生室流出使用後水質仍很好，可分離出樹脂後反覆利用。只有占總用水量10%的濃水室排水，因其含有電極室放出的少量Cl2等氣體，不能直接回用，但這種排水的均勻含鹽量為每升幾百毫克，水質一般優於自來水，可用容器收集後再作它用。因此，樹脂電再生法基本上沒有水的損耗。水還同時作為再生劑用，而消耗於電離的水量就微乎其微了。要留意到，這時水電離的反應產物H+和OH-離子都得到利用，沒有未利用的副產品產生，即使在樹脂電再生中未得到利用的H+或OH-離子，它們彼此複合又組成對環境無危害的水。樹脂電再生法的另一類資源消耗是電能，電能是樹脂電再生法的推動力。在電場的作用下，水電離為H+和OH-離子，用雙極膜使水電離的能耗為79.9kJ·mol-1，這僅為水電解能耗的1/3，由於水電離時不必耗能在天生H2和O2氣體上。至於用於水力輸送樹脂的能耗也未幾。因此，樹脂電再生法的能耗很低。樹脂化學再生法中，酸和鹼是再生劑。在樹脂化學再生時，酸和鹼的利用都很不充分，僅利用酸解離出來的H+離子和鹼解離出來的OH-離子，其它離子態解離產物未被利用：以HCl或H2SO4為例，質量百分比占97%的Cl-離子或占98%的SO42-離子沒有得到利用;以NaOH為例，占58%Na離子沒有得到利用。同時為達到滿足的再生效果，還必須採用2~3倍理論量的過量再生劑。酸鹼的化學能是元素自然化合和人為加工製造時儲存起來的，它是樹脂化學再生法的推動力。因此，根據粗略估算，樹脂化學再生法耗能要比樹脂電再生的耗能大一個數目級。
