龐慧　孔寧

摘 要：本文主要簡單的介紹離子交換樹脂的兩種基本結構，進而分析它的應用領域以及再生方式。通過對離子交換樹脂再生方式的介紹，了解不同的再生方式對于應用的幫助和影響，讓離子交換樹脂能更好的服務于我們的生活。

關鍵詞：離子交換樹脂；運用；再生；分析報告

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.200

在水處理中，離子交換樹脂的應用領域非常廣。涉及廢水處理時，可清除廢水中的有害物質，將具有價值的稀有元素、化學品、重金屬進行回收；關于生物制藥及化工方面，它能高效地進行分離、濃縮、提純等；在對水的處理中，可分別用于水質的軟化和脫鹽，制出超純水、軟化水以及純水；同時，離子交換工藝具備綜合回收、提高效率、深層凈化等優(yōu)勢。隨著經濟的發(fā)展，工業(yè)方面的發(fā)展及其要求高技術，環(huán)境廢水的處理也變得越來越重要，工業(yè)用水對純度有了越來越高的要求，這意味著離子交換技術必不可少。

1 離子交換樹脂的基本結構

一般來說，離子樹脂一般分為兩種，大孔型和凝膠型兩類。

1.1 大孔型

在產生聚合反應時加入致孔劑，樹脂就會形成多孔密集的海綿狀構架，內部有很多長期存在的細孔，最后進入交換基團制作而得?？椎谋砻娣e也可增大到1000m2/g，這非常利于離子交換時的接觸，同時能有效地縮短了離子擴散的路程。它同時存在細孔和大孔，潤濕樹脂孔的孔直達100-500nm，它的數量和大小在制造的時候都能被控制。分子間范德華引力所產生的分子吸附作用，能夠像活性炭那樣吸附非離子性物質，將它的功能擴大，一些沒有交換功能團的大孔型樹脂也能吸附且分離多種物質，比如化工廠廢水中的酚類物質。

1.2 凝膠型

凝膠型樹脂屬于高分子構架，在干燥的環(huán)境下，它里面沒有毛細孔，它吸水的時候會膨脹，產生很多微小的間隙，一般稱它為顯微孔，平均孔徑為2-4nm，這種樹脂合適用于吸附無機離子，直徑一般為0.3-0.6nm，但它無法吸附大分子有機物質，因為大分子有機物質的尺寸較大，就像蛋白質分子一般就有5-20nm，它無法進入這種樹脂的顯微孔中。

2 離子交換樹脂的廣泛運用

2.1 環(huán)境保護

隨著經濟的發(fā)展，環(huán)境問題也日益突顯，在很多備受關注的環(huán)境問題上，離子交換樹脂都發(fā)揮了很大的作用。當前，許多非水溶液或水溶液中含有非離子物質和有毒離子，這些問題都可通過離子交換樹脂解決，例如對電影制片里廢液里有價值物質進行回收；除掉電鍍廢液里的金屬離子。

2.2 水處理

硬水指的是水中的Ma2+、Ca2+含量超過了0.4mmd/L。當硬水中含有HCO3時，將它加熱就會產生碳酸鈣和碳酸鎂的沉淀物質，鍋爐使用這種硬水，結構隨后就會產生，會造成一系列危害。這時離子交換法就能派上用場，它可以將硬水軟化，將水中的Ma2+、Ca2+清除，水軟化主要是減少水中的鎂鈣離子的含量，也是一種化學上的脫鹽法，一些軟化系統(tǒng)，不僅能除掉水中的碳酸鹽，還能降低水中陰陽離子的含量。

2.3 食品加工

在制作味精、酒、糖這些工業(yè)中，離子交換樹脂也是充分發(fā)揮著自己除味、祛色、提純，分離和催化等長處，目前國內很多離子交換樹脂的生產廠家也針對食品安全做出了適合食品生產的離子交換樹脂。例如在制糖業(yè)中，我們所需材料糖漿鹽分含量高、色素重，有公司針對這種情況研制出大孔型樹脂用于木糖醇等糖類制品的提純，脫色，這種樹脂可以很好地去除飲料果汁中的酸性物質。隨著人們的生活品質的提高，健康的生活理念已經深入人心，離子交換樹脂在食品方面的應用將會越來越頻繁，食品加工業(yè)將會是離子交換樹脂應用中最有前景的領域。

2.4 醫(yī)藥與生物化學工程

瓊脂糖系列是浙江爭光實業(yè)股份有限公司的研發(fā)的一種樹脂，它主要用在生物工程和醫(yī)藥中核酸DNA、多肽、抗原、抗體、蛋白質的純化分離的樹脂，它屬于生物界高科技產品，被列入國家863計劃中，使我國離子交換樹脂行業(yè)向前邁進了一大步。

當然，離子交換樹脂所涉及的范圍，不僅只是這幾個方面，在石油化學工業(yè)、濕法冶金和其他方面都有著至關重要的作用，都需要我們去慢慢發(fā)掘并利用。

3 離子交換樹脂的再生方式

3.1 逆流再生

采用逆流再生能大大提高再生劑的利用率，減少對再生劑的消耗，提高水的質量，不僅有利于減少清洗水的消耗，還能降低再生廢液排放量和濃度。再生液與原水從交換器頂部進入的方向相反，逆流再生的過程中，交換劑層的離子分布狀況。

3.2 順流再生

順流再生指的是再生液流過交換劑層的方向與原水是一致的。順流再生的優(yōu)點在于離子交換設備精簡，可靠度比較高。再生后，底部的再生度是最低的，想要提高工作交換容量和出水的質量，再生劑的消耗量必然會增加，且如果受到原水水質組分的影響過大，交換容量便不能得到充分的利用。再生液流到交換劑層時，最先接觸到的就是交換劑層頂部已經失效的，并且是頂部交換劑層被轉換下來的離子，影響了交換劑層底部的再生度（再生度所指的是全部交換容量與離子交換劑層中已經再生離子量的比值），這樣極易造成處理水質量的降低，加大了再生劑的消耗。

目前，我國樹脂資源只能滿足國內的基本需求，但是結合離子交換樹脂的市場前景，這顯然是不夠的。希望未來有更多的排頭兵積極開拓國際市場，而來自國際的壓力也迫使我們提高產品的生產質量和效率，這種競爭將會給離子交換樹脂市場增添活力，而未來，也是這個行業(yè)巨變的時期。

參考文獻：

[1]李延兵.離子交換樹脂進行電再生的技術和應用[J].中國化工貿易，2015（10）：163-163，165.

[2]江雄.除鹽水離子交換樹脂綜合降耗技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015，5（24）：707-708.

[3]徐向峰，王浩，其布勒哈斯等.一種關于氨基酸分析用的分離柱內填料（陽離子交換樹脂）的再生處理技術[J].中國食品工業(yè)，2012（09）：66-68.