干貨|在實際水處理運行中，離子交換樹脂選擇性的影響因素有哪些？

　　水中各種離子在與離子交換樹脂交換時，其能力是不同的，有的離子很容易被樹脂吸附，但在再生的時候，很難被“置換”下來。有的則很難被樹脂吸附，但很容易被“置換”下來。這種性能就稱為離子交換樹脂的“選擇性”。

　　在實際水處理運行中，離子交換樹脂的選擇性會影響樹脂的交換、制水和再生過程，因此了解樹脂的選擇性至關(guān)重要。

　　離子交換樹脂選擇性的影響因素

　　由于離子交換的過程是水溶液中的可交換離子與交換基團上的可交換離子發(fā)生交換，因而離子交換樹脂的選擇性主要取決于被交換離子的結(jié)構(gòu)，其規(guī)律為：

　　離子交換樹脂對價數(shù)較高的離子的選擇性較大，也就是說水中離子電荷越大，就越易被離子交換樹脂吸著;反之，如果離子的電荷越小，就越不容易被吸著，例如二價的離子比一價的離子更易被吸著。

　　對于帶有相同電荷的離子，則對離子半徑較小的離子的選擇性較大。在同族同價的金屬離子中，原子序數(shù)較大的離子其水合半徑較小，其選擇性較大。

　　此外離子交換樹脂的選擇性還與樹脂的交聯(lián)度、溶液濃度和水的溫度等因素有關(guān)。

　　一般情況下交聯(lián)度越高，對離子的選擇性就越大;

　　凝膠性樹脂的選擇性要比大孔性樹脂的選擇性要大;

　　濃溶液與稀溶液相比，濃溶液中的低價離子易被樹脂吸附，也就是說液體濃度越低，選擇性就越大，液體濃度越高，選擇性就越小;

　　對有色物的吸附，比如強堿性陰離子樹脂，它對還原糖的堿性分解產(chǎn)物的吸附較強，而對焦糖色素的吸附較弱。

　　各種樹脂對不同離子選擇性順序

　　在離子交換水處理中，往往需要知道水中何種離子優(yōu)先被樹脂吸著，何種離子較難被吸著，即所謂的選擇性順序，根據(jù)這個順序，可以判斷水通過交換器時何種離子易容易泄露于出水中。

　　那各種樹脂對水中不同離子的選擇性的順序排列是怎樣的呢?

　　在常溫、常規(guī)離子濃度的水溶液中，常見離子的選擇性順序為：

　　強酸性陽離子交換樹脂與水中陽離子交換的選擇性順序為：

　　也就是說，采用氫型強酸性陽離子交換樹脂，樹脂上的氫離子(H+)可以與水中排列在H+左側(cè)的所有的陽離子進行交換;如果采用鈉型樹脂，則可以與水中排列在Na+左側(cè)的所有的陽離子進行交換。

　　弱酸性陽離子交換樹脂與水中陽離子交換的選擇性順序為：

　　采用弱酸性陽離子交換樹脂時，會優(yōu)先交換氫離子(H+)，H+的交換順序就排列在了最前面

　　強堿性陰離子交換樹脂交換的選擇性順序為：

　　采用OH型強堿性陰離子交換樹脂，樹脂上的氫氧根離子(OH-)可以與水中排列在OH-左側(cè)的陰離子進行交換。

　　弱堿性陰離子樹脂交換的選擇性順序為：

　　采用弱堿性陰離子交換樹脂的情況下，則會優(yōu)先交換OH-，OH-的交換順序就排列在了最前面。

　　特種離子交換樹脂的選擇性

　　以上為普通離子交換樹脂在在常溫、常規(guī)離子濃度的水溶液中離子的交換順序，特種離子交換樹脂由于其特殊的官能團，可以實現(xiàn)對某一種或者幾種目標污染物離子進行選擇性吸附。

　　特種樹脂的官能團是在普通樹脂官能團的基礎(chǔ)上經(jīng)過特殊的分子化學(xué)反應(yīng)進行了一定的修飾改性或者直接使用了對某種污染物離子具有特殊親和性的物質(zhì)做官能團，可實現(xiàn)更復(fù)雜的離子交換過程。

　　以特種除硝酸鹽樹脂Tulsimer?A-62MP為例，其官能團是在季氨I型官能團的基礎(chǔ)上進行了一定的修飾，使得它在含有一定量硫酸根、氯離子以及碳酸氫根的水中可以有選擇的吸附去除硝酸根而不受其他陰離子的干擾。

　　如果用普通的陰樹脂來吸附去除水中硝酸鹽，陰樹脂幾乎交換了水中的所有的硫酸鹽后，才與水中的硝酸鹽交換。也就是說，硫酸鹽的存在會降低樹脂對硝酸鹽的去除能力，甚至在使用過程中會出現(xiàn)“雪崩”現(xiàn)象(出水硝酸鹽指標突然爆表，遠于進水硝酸鹽含量)，導(dǎo)致項目運行失敗，環(huán)保不達標，給環(huán)保工程公司和企業(yè)主帶來整改處理麻煩甚至導(dǎo)致項目糾紛等嚴重情況。

　　而Tulsimer ?A-62MP除硝酸鹽樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。在樹脂官能團NR3+中的N原子周圍增加碳源子數(shù)目可以提樹脂對硝酸鹽的選擇性，當(dāng)樹脂上NR3+中的氮原子周圍的甲基變?yōu)橐一鶗r，樹脂對硝酸鹽與硫酸鹽的選擇性系數(shù)KSN從100增加到1000。其對硝酸鹽的選擇性順序依次為：HCO3-＜Cl-＜SO42-＜NO3-。

　　再比如特種除氟樹脂Tulsimer?CH-87，其官能團就是特殊的氟選擇性官能團，雖然從離子性質(zhì)上分類同屬于陰離子交換樹脂，但是他的官能團不是我們常說的季氨型官能團，而是一種特殊的對氟離子具有強親和性的官能團。

　　科海思作為集廢水處理、工藝設(shè)備、工程承接于一體的綜合服務(wù)商，2011年與美國Thermax集團(Tulsimer)、德國Watch集團合作，成為其中國區(qū)總代理，將“特種離子交換樹脂”引進國內(nèi)。

　　目前已為多家行業(yè)企業(yè)提供一體化水處理解決方案，幫助企業(yè)提標改造，進行廢物資源回收利用的同時，更大程度提高企業(yè)經(jīng)濟效益。