钠型阳离子交换树脂的电解再生‘日’曹原拓男—,利用流动床及移动床操作乐铃木腾已营原腾康菊地贤一{生堑塾竺一¹阳极室1º稀释室一»阴极室绪论Ap阳极板CP阴极板离子交换树脂的再生d来完成或氢氧化钠等药齐从来就是用盐酸这不仅要使用较,ARCRAMCM阴离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换膜阳离子交换膜多量的药剂,而且也存在废液带来的环境污染间题杂,正洗需要大量的水操作也较复图1所示为离子交换树脂电解再生系统即基于利用水的电解进行再生这个原理的,可能性曾进行了此法的研究,把失效的阳树脂(如钠型)装入与阳极板相电解再生的方式有两种宫本,:接的阳极室即复床运行把失效的阴树脂(如硫酸型),装入与阴极板相接的阴极室液流过由阴释室系统再使硫酸钾溶方式和混床运行方式电极,小坂永泽等阳离子交换膜围成的空间一稀,人对前种方式进行了实验但只是使用小型棍床方式除,再生原理也未解释清楚,失效的离子交换树脂连续供入这样的同时施加电压,由于离子交换树脂是,盐与再生可同时进行有其优点合的树脂种类较少2但可使用混良好的导电体(2),悬浮状态下除盐水就发生是其不足之处了当通常电解质相同的电极反应)如式(1:电解再生原理,式(3)(4)即为树脂再生的反应式离子交换树脂的电解再生无非就是利:二~1~乙n~曰二一月~十一1八—曰4十e上,9自1用在阳极由水电解产生的H和阴极产生的OH来进行一比叮U十e:K十,‘、《嵘时。。‘R一又Na十1乙。一叽H一生十一玄山N。a1RH十(3)一扩‘州二‘、‘户心州可A司H州一找乙八口。十口n。—找口n十-二二1。八艺勺气夕e川护时树(4)3实验卜~@丫À31实验装置(如图2所示)32实验方法图1离子交换树脂电解再生原理实验中所使用的离子交换树脂是三菱公司制亚磺酸型强酸性阳离子交换树脂(DIA一40一X100电流效率叮丁二0函渔,任李吓:呱%」=神万:?石.:;}月辱:之;—所吸收的实际H量[ml口树脂araby定律盯产生的理论H量〔mol」据Fo100公衡、:食乡:了犷,弓粤:.井4。结果及其分析41间歇流动床的电解再生,在一定申流下阳极室作为间歇流动床a一e)所示再生实验结果如图3(~-一一一一图2实验装置简图¹阳极室(阳离子交换树脂床)>º稀释室Á阴极室(明。今几认离子交换树脂床¼阳极板¾阴极板¾阴离子交族膜¿阳O侧咏份离子交换膜À已再生的阳离子交换树脂Á已再生的阴离子交换树脂 失效的阳离子交换树脂 失效的阴离子交换树脂@除盐水 电解质溶液@氧气 氢气 K50:.溶液,蕊一一_汪IONSKIB)28kg颗粒的直径为753协m密度。州为1/d二“,交换容量为2smlo八kg湿口n护亡树脂)室,首先以除盐水将钠型阳树脂输送到阳极l/m同时将1女mo,“的硫酸钾溶液通入阴调节电流稳定,命收一石侧剑入认极室和稀释室℃树脂和溶液的温度保持在20,,向极板施加电压就开。始了电解再生施加电压后,记录反应器主+体电压变化的同时浓度上部,在反应器出口溶液处每,工~_~工一~一~J~~~~~J一隔一定时间采样一次,用pH计测溶液的Ha原子吸光光度法测定N,浓度至于衬弓田恻谬悦l!树脂样品的采集十间歇流动床是从阳极室的,移动床则是从反应器出口,对树脂分,析所吸收的H量亦即l/m份的树脂以IKmo“,取一定量已脱去水a的NCI溶液m“置换办介认砂心下H+用01或IKml/o,的NOHa+溶液来一飞二卜一一~定量H的浓度根据测定得到的H电流效率月::便可由100J下式来求得再生率R再生率__一200__一几30心,(分少时!叮〔R%〕=。。均树脂所吸收的实际H居〔x树脂量LKg交侠容徽〔/Kg湿柯月而l盯eVdCsdt=一vCs+rV、厅。户、少、0匕了、J州竖阵谈川令赞Cs=,=vrpp。QCH一式中:一空隙率pp一树脂颗粒的密度V一阳极室面积c“‘(侧钾挂次甚‘。万一民一一仁戈一丁“Q一离子交换树脂的交换容量t一时间PW一阳极室内树脂颗粒量}v一液流量+P一H,的产生速度而C万一分别为溶液内H一表示氢0100树脂内的再了蔽及,s一表示钠2七0吕l刊(;寸3004的500r夕梦一树脂颗粒一溶液间迁移离子反应器平均单位体积的迁移速度图155cms3在电流密度为1minOAdm2液流速为gPH一氢以HSO‘一形式透过阴离子交换膜:i装填树脂重量为O606K的条的迁移速度分别由式(9)(10)来定义r件下阳离子交换树脂颗粒间歇流动床操作电解再(B)红离子流出速冀(E)生的实验结果(^)溶液电导率V=KHA(CH一CHi)=KsA(Csi一Cs)(C)钠离子流出速度《D)贫生度电流效率(9)PH,A,KH,CH(10)曲线预测值:在下列条件下对模型进行解析的KK二式中:A一树脂颗粒的表面积人产一离子交换膜的表面积KHKs一分别为HNa06144,s二0493,,十的颗粒流H二:=,xxx10“em//mss,,体间的物质传质系数K(一一),KK38410一”emC了H一离子交换膜中氢的透过系数+H二i3oxo一Z/sCH;CSi一表示表面浓度,。。ms(/.…)H十由于树脂颗粒表面的HNa辛Na+与内部的图中的曲线是根据下面叙述的解析得到的计算结果间平衡成立Co,故)总的再生速度受固首先假定1,液间物质传质速度的支配树脂颗粒内的扩K=嚣乞几=C_K一选择性系数H二二_。‘;)10,2树脂颖粒表面的平衡成立散阻力可忽略))假定溶液完全混合3在tC0时刻,Co,0CS=0CH二采用各种离子的物料;=0,CH=C、=QpP(12)住平衡就得到(5)一(8)式·在初始条件(12)下{反据数值分析的Rv〔‘泣一一11一1诬+(二‘;)。一V5,‘nge一kutta一Gill法解式(6)一(一1),结果‘,如图3卜)一e)!实线所示垂242移动床的电解再生与41的流动床相比溶液的流量减少,,树脂是连续地进出的再生实验即形成移动床来进行习州口,实验结果见图40可见树脂的再,0生率在开始1~20分种后“,达到稳定值洲卿次,6A但电流密度13dm颗粒滞留时间293分种时,5%左右再生率达到最高为4,,同样进行了解析下述的模型为简单化认为同4到下式1一样是集中常数系首先,将与,)颗粒内的氢有关的物料平衡代入式(7:得冲时}产升)图4阳离子交换树脂在移动床中的电解再生PW、式中下H,dCH—pP一,=rV一VpCH(13)I电流密度/AdM,nTp树脂颗粒的滞留时间/分刀=”液体流速/cm二mi1二10=1Vp一树脂颗粒的流出速度(1)0下pT536。8062(2)△5110P二329U,、=参考41中得到的结果,假定稳定状态(幻}二{1=136p293,洛液本体的HNaN,a与树脂颗粒表面的曲线间平衡成立:解(5)(6)(8)(11)(13)电流效率月就—对应于电流效率为10%对应子条件(1)一一条件(2)一)一条件(3式,离子交换树脂的再生率R1(可用下式表示~次洲侧阵L价2R二,=R/乙一一一2(1冲)+J1心(+忿)2+(劝邑“22J邑习“中+4)1/邑对)}(14)O亡二(15)月的稳定值可根据中O尸一由上式,R屯来确奋欲暇呀衫定图5就是对由(14)(TS)式计算结果与l队决e实验结果进行的比较件下比较两者,若是在间歇流动床的狱理时间与移动床内颗粒滞留时间相等的条则移动床的再生率比间歇流~20%左右动床的再生率高0这可认为透二二……一月。六尸贫犷才两愉创过阴膜的氢量少是其原因之一5卜邝坏俘Q)图6移动床中阳离子交换树脂电解再生结论稳定状为了开发效率高的连续式离子交换树脂电解再生方式,)(15)预测的再生态下的观测值与由公式(14度(a)电流效率(b)的比较P纽离子的发生速度/扭olmin1”p树脂顺粒的流动速度/m‘mi丁卫利用了流动床型及移动床型,再生装置进行了实验间歇流功泳、。Q欠甲得到如下的结论片达到40%、,在阳极室填充阳树脂进行电解再生时卜丙共,P树脂顺粒的密度/kg。一l(’湿树脂)Q离子交换容量/mokgi曲缓由公式(1遴)二(15)预测,移动%左右床在本实验条件下拐到的最高值为45=,一一冲二6(RHoK06)。=KZen,s/K一一币。001(RH13lo、“:=e1此。ms/50emZA=06一43一循环冷却水微生物的危害(二)循环冷却水的微生物分析方法微生物分析是工业用水处理的眼睛释液1毫升注入无菌培养皿中,每个稀释度检,做3~5个平行皿测的目的是为了取得可靠的菌藻数据以便,»制平板左右,:5~50℃的将融化并冷却至4,及时地采取措施有效地控制微生物的危害含止水质恶化,无菌培养基倒入无菌培养皿中迅速摇匀,5毫升每皿1本文着重介绍细菌真菌静止凝固藻类的检测分析方法养菌的检测方法一而细菌类仅介绍严重硫酸盐还原菌异¼恒温培养½检查结果水样中的菌数:倒置平皿于28~30℃的恒用平皿计数法求得每毫升危害工业用水的铁细菌温烘箱中培养72小时:菌类的测定3注意的问题,(一)异养菌(细菌总数)的测定1在侧定异养菌的数量时当肉眼难于识,培养基的制备10克3克5别和计数的情况下可用显色试剂TTC(氯化脂15~20克1000毫升72蛋白陈牛肉膏琼三苯基四氮哇)可解决这个问题此法简便可靠数的精确度效果显著加蒸馏水至,能有效地提高工作效率和计:氯化钠pH克按上述用量称好各试剂,~74测定方法如下1%TTC先将琼脂加适首先配制02水溶液经1,1℃蒸量蒸馏水加热溶解加入混匀,待溶透后再将其余试剂然后乘热用IMHCI5左汽灭菌20分钟后避光存放备用测定异养菌时,加蒸馏水至1000毫升只需在每个水样培养皿用几层纱布内夹脱脂棉花过滤a和IMNOH溶液调节pH值至7中0,用无菌吸管分别注入1毫升已灭菌的水溶液,右,趁1%TTC其它测定步骤不变,,经热分装于三角瓶内2,塞上棉塞,牛皮纸包扎0℃732小时培养后每个平板上会长出一个1℃蒸汽灭菌30分钟经12测定方法:个肉眼清晰可见的鲜红色微菌落别和计数很容易识¹稀释º接种每个水样做3一5个稀释度(二)铁细菌的测定1:用已灭菌的移液管吸取水样稀培养基的配制并且,电流效率随再生率的提高而下降,离子交换膜的氢量视,,间歇流动床场合不能忽依据本文中的集中常数系模型对间歇而移动床场合则可以忽视流动床及移动床实验结果均能良好地模拟视本文节译自东拓:《日本化学会志》,昭和树脂颗粒与滩体间物质迁移阻力大体可以忽,电解再主造乍泉统从本咬生平衡状态下63年7月,Pggs一1000吧力学院研兀生部李贵军节译进行同时也j小l{以1504书八适过叫幸絮东校
