离子交换树脂技术介绍

离子交换技术广泛用于垃圾渗滤液、煤化工、氯碱化工、湿法冶金、表面处理、食品饮料、制药、工业纯水、高纯水设备等水处理设备中，是常用的技术。

为了便于水处理行业人员更好地了解“离子交换树脂”，小编整理了一些关于离子交换树脂的基础知识，很简单、很实用。

离子交换技术

离子交换技术是利用离子交换剂中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种技术，是一种固液分离的方法。

阳离子交换树脂

阳离子交换树脂，一般是以钠离子（Na+型）或氢离子（H+型）置换溶液中的阳离子从而将其去除。

阴离子交换树脂

阴离子交换树脂，一般是以羟基（OH-）离子置换溶液中的阴离子从而将其去除。

离子交换树脂基体组成

离子交换树脂的制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)两大类。

它们分别与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。

离子交换树脂还可由其他有机单体聚合制成。如酚醛系(FP)、环氧系(EPA)、乙烯吡啶系(VP)、脲醛系(UA)等。

苯乙烯系树脂

苯乙烯系树脂擅长吸附芳香族物质，善于吸附糖汁中的多酚类色素(包括带负电的或不带电的)；但在再生时较难洗脱。

丙烯酸系树脂

丙烯酸系树脂能交换吸附大多数离子型色素，脱色容量大，而且吸附物较易洗脱，便于再生，在糖厂中可用作主要的脱色树脂。

因此，糖液先用丙烯酸树脂进行粗脱色，再用苯乙烯树脂进行精脱色

凝胶型树脂

凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显微孔(micro-pore)。湿润树脂的平均孔径为2～4nm(2×10－6 ～4×10－6mm)。

这类树脂较适合用于吸附无机离子，它们的直径较小，一般为0.3～0.6nm。这类树脂不能吸附大分子有机物质，因后者的尺寸较大，如蛋白质分子直径为5～20nm，不能进入这类树脂的显微孔隙中。

大孔型树脂

大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂，形成多孔海绵状构造的骨架，内部有大量永久性的微孔，再导入交换基团制成。

它并存有微细孔和大网孔(macro-pore)，润湿树脂的孔径达100～500nm，其大小和数量都可以在制造时控制。孔道的表面积可以增大到超过1000m2/g。

离子交换工艺过程

离子交换工艺过程包括清洗、离子交换、反洗、再生和正洗五个阶段，树脂的再生是利用离子交换反应的可逆性进行的，阳离子交换树脂失效后可采用酸液再生；阴离子交换树脂失效后可采用碱液再生。

如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。

甲基叔丁基醚(MTBE)的制备，就是用大孔型离子交换树脂作催化剂。

离子交换树脂用于食品行业

离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如：高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。

工业离子交换设备

工业离子交换设备主要有固定床、移动床和流动床。目前使用最广泛的是固定床，包括单床、多床、复合床和混合床。

特种离子交换树脂

区别于普通的阴阳树脂，特种离子交换树脂是对某一种或者几种目标污染物离子具有选择性吸附能力的树脂。特种树脂的官能团是在普通树脂官能团的基础上经过特殊的高分子化学反应进行了一定的修饰改性或者直接使用了对某种污染物离子具有特殊亲和性的物质做官能团。

EDI技术

EDI将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。

EDI与离子交换技术

EDI技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底，又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷