电去离子过程中离子交换树脂选用研究

发布时间：2019-08-15 12:41

【摘要】：电去离子(Electrodeionization, EDI)作为一种环保节能的超纯水制备技术有着广阔的发展前景。EDI装置在形式上看,是在电渗析器的隔板中填充离子交换树脂,在直流电场的作用下同时实现连续的去离子和离子交换树脂的连续电再生过程。它集离子交换和电渗析的优点为一体,解决了化学药剂污染环境的问题,同时具有更高的水资源利用率。目前,随着各领域对纯水质量要求的不断提高,对EDI产水有了更严格的标准。要提高EDI设备的出水品质,关键是要解决弱电解质的去除问题。因此,如何有效去除溶液中的弱电解质物质成了纯水制备领域的重点研究方向之一。分析EDI技术本质,其工作原理主要包括三个方面：离子被树脂交换截留、直流电场作用下离子选择性迁移、离子交换树脂电再生,这三个方面都和离子交换树脂直接相关。离子交换树脂在整个EDI过程中起了桥梁和媒介的作用,通过电再生保证去离子过程的连续进行。所以,树脂的性能对于整个EDI装置的作用举足轻重。本实验从离子交换树脂基本性质出发,考察了不同骨架树脂对弱电解质的吸附等温线、最大吸附量和吸附动力学曲线,以及在电场作用下对弱电解质的去除效果,实验结果表明： 1.在没有外加电场时,离子交换树脂对于弱电解质吸附的特征主要是：a).强酸性阳离子交换树脂在稀溶液中对弱电解质NH4+的吸附性能与其骨架特征无关；b).凝胶型树脂对NH4+离子的最大吸附量明显高于大孔型树脂；c).凝胶型树脂的吸附动力学曲线比大孔型树脂更快达到平衡,且平衡吸附量明显大于大孔型树脂；d).大孔强碱性阴离子交换树脂对弱电解质Si032-离子具有更好的吸附特性；e).两种阴离子交换树脂对Si032-的最大吸附量实验均未能表现出明显的吸附特性；D.大孔型阴离子交换树脂对弱电解质Si032-的吸附性能优于凝胶型阴离子交换树脂。 2.将树脂置于电场环境中,观察不同骨架类型树脂对弱电解质离子的吸附特性,主要结论如下：a).随着电压的增大,两类离子交换树脂处理弱电解质体系的电流增长速率也增大,且变化趋势相似；b).作用时间对树脂吸附弱电解质的影响基本相同,出水中弱离子化杂质浓度均为先下降,之后略有上升,最后达到动态平衡的过程；c).大孔型混合离子交换树脂阴阳比例为2：1时,去除NH4+离子效果最好,凝胶型混合离子交换树脂阴阳比例为1：1和1：2时,处理NH4+离子的效果较好；d).大孔型混介离子交换树脂阴阳比例为1：1和2：1时,处理Si032-离子效果好；而凝胶型混合离子交换树脂则是在阴阳比例为1：1和1：2时,处理效果较好。本实验对EDI去除弱电解质过程中离子交换树脂的选择有一定的参考价值。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU991.2

【参考文献】

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1 孟洪,彭昌盛,卢寿慈;离子交换膜的选择透过性机理[J];北京科技大学学报;2002年06期

2 闻瑞梅,张亚峰,邓守权,范伟;用电去离子方法去除高纯水中硅的研究[J];工业水处理;2004年10期

3 李志军,夏中明,周柏青,徐厚道;EDI连续脱盐机理的研究[J];工业用水与废水;2004年04期

4 刘红斌,龚承元,马军,苏建勇,朱孟府;电去离子过程水解离的基本特征[J];膜科学与技术;2003年04期

5 王建友,刘红斌,龚承元,王世昌;电去离子过程水解离影响因素的研究[J];膜科学与技术;2000年05期

6 孙树立;蓄电池用纯水与离子交换法[J];汽车电器;2000年02期

7 闻瑞梅,范伟,邓守权,张亚峰;杂质离子在EDI中的传质模型[J];净水技术;2003年01期

8 孟洪,彭昌盛,卢寿慈,宋存义;电渗析过程中的浓差极化及水解离机理[J];膜科学与技术;2003年01期

中国硕士学位论文全文数据库前1条

1 马弘;D113离子交换树脂吸附钯的基础研究[D];河北工业大学;2007年