留用离子交换树脂净化水的方法,早已在纯水制造等领域得到应用。如今也被应用于电镀废水等表面处理工序中。
离子交换树脂包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,分别包括强酸性/弱酸性、强碱性/弱碱性树脂。装有这些离子交换树脂的塔称为离子交换塔,水从塔顶流向塔底。此时,离子交换塔中发生如下吸附反应。(R:离子交换树脂)
在阳离子交换塔中:R-H + K+ → R-K + H+ |
也就是说,在阳离子交换塔中,结合在阳离子交换树脂上的氢置换待处理废水中的阳离子K+(例如Cu2+、Ni2+),生成氢离子。而阴离子交换树脂则是用氢氧根离子置换阴离子A-,生成氢氧根离子,最后H+和OH-反应生成水H2O。
因此,离子交换树脂可以去除溶解在水中的阳离子和阴离子。
但离子交换树脂具有固有的交换容量,一旦吸附了一定量的离子,就不能再吸附了。因此,必须进行“再生”作业,使树脂恢复到原来可以吸附的状态。在再生作业中,会发生如下所示的反应。
在阳离子交换塔中:R-K + H+ → R-H + K+ |
这一系列的作业如【图1】所示,是通过反洗、再生、清洗工序进行。反洗是为了打松塔内的树脂。再生阳离子交换树脂需要使用含有H+的盐酸、硫酸等酸,再生阴离子交换树脂则需要含有OH-的NaOH等碱。清洗工序则是去除再生工序中所使用的化学药剂。