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水处理过程中的多种吸附剂

【摘要】:吸附剂种类繁多,但在工业用水处理中得到较多应用的是活性炭,此外大孔吸附树脂和废弃的阴离子交换树脂也有少量应用。极性基团,称为极性吸附剂,也有的不带极性基团,称为非极性吸附剂。常见的大孔吸附树脂种类见表4-6。这些树脂在水处理中的使用可以分为实验室使用和工业应用两种情况。实验室使用多用于水中有机物的富集、提取和分离。

常见的其他吸附剂种类很多,无机类如硅胶、分子筛氧化铝、活性白土、硅藻土、凹凸棒土等,有机类如纤维素、高分子吸附树脂(如交联苯乙烯、交联聚丙烯酸酯、交联聚丙烯酰胺、酚醛类树脂)等。吸附剂种类繁多,但在工业用水处理中得到较多应用的是活性炭,此外大孔吸附树脂和废弃的阴离子交换树脂(强碱及弱碱性)也有少量应用。

大孔吸附树脂是一种人工合成的产品,最早的产品是酚一醛类化合物的缩合物,20世纪60年代后出现聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺类的交联聚合物树脂,其中有的带有。极性基团,称为极性吸附剂,也有的不带极性基团,称为非极性吸附剂。常见的大孔吸附树脂种类见表4-6。

表4-6 常见的大孔吸附剂种类

吸附树脂选择性与专一性在很大程度上能人为控制,通过使用致孔剂,以特殊聚合技术,人为地控制和调节孔径、孔容、比表面积等结构特点,制成不同孔径和不同性能的吸附树脂,以适应不同处理目的的需要。吸附树脂内含有直径在5~,25nm的无数细孔,比表面积约为100~1300m2/g。

它主要有两种类型,一种骨架是苯乙烯系,另一种骨架是丙烯酸系。前一种最具代表的是DX-906,它开发较早,是一种具有弱碱性交换基团的吸附树脂;另一种骨架丙烯酸系是近年开发的,代表的产品是SD-500。工业用吸附树脂其主要特征与交换树脂相似,呈颗粒状,具有耐热、耐酸碱、耐氧化、耐渗透压、耐气流擦洗、不溶解于有机溶剂且具有不同的溶胀特性等性能。含有大量孔隙的大孔吸附树脂,内部体系疏松、杂乱,取向无规则,自然光线折射杂乱,不能连续通过,因此,在内眼下外观呈乳白色。

以苯乙烯类吸附树脂为例,它是苯乙烯和二乙烯苯的共聚体。球状大孔吸附树脂多由很多微观小球组成,微观小球之间存在孔隙,孔隙的直径称为孔径,孔隙的体积与树脂球体积之比值称为孔度。不同吸附树脂的孔径、孔度、比表面积及极性均不相同。使用时要根据吸附质的性质加以区别,比如吸附质分子较大要用孔径较大的吸附树脂;吸附质分子较小要选用孔径较小、比表面积较大的吸附树脂;吸附质是极性的,则要选用极性吸附树脂等。

这些树脂在水处理中的使用可以分为实验室使用和工业应用两种情况。实验室使用多用于水中有机物的富集、提取和分离。工业应用可以代替活性炭作用,用于吸附有机物。大孔吸附树脂优于活性炭的地方就在于它能反复再生,且再生条件要求不高。再生液一般采用NaOH和NaCl的混合溶液。因为可反复使用,比活性炭经济性好。