弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水中微量重金属离子及再生试验研究

摘要

该文采用静态和动态两种试验方法,对弱碱性阴离子交换树脂在碱金属、碱土金属离子以及阴离子相对较高浓度的背景下去除饮用水中微量重金属离子(以Hg<'2+>为研究处理对象)的效果进行了大量试验研究.试验中通过改变流速(通过离子交换柱)、进水中重金属离子(Hg<'2+>)的浓度以及向原水中引入天然水体中常见的阳离子(Ca<'2+>、Mg<'2+>)和阴离子(Cl<'->、SO<,4><'2->)等方法,比较了弱碱性阴离子离子交换树脂和阳离子交换树脂对饮用水中微量重金属离子(Hg<'2+>)的去除效果. 论文进而对D301G型弱碱性阴离子交换树脂进行了再生试验研究,确定了最佳再生方式(逆流再生),最佳再生剂(H<,2>SO<,4>和NaOH)以及酸液再生时的最佳浓度范围(2﹪~4﹪)和最佳流速范围(3~4m/h);并通过正交试验确定了逆流再生过程中的最佳运行参数组合. 同时该文还对弱碱性阴离子交换树脂从高背景的常规阳离子和阴离子中有选择性地去除饮用水中微量重金属离子及其再生的机理进行了一定的探讨.并分析了流速、进水中重金属离子(Hg<'2+>)的浓度以及原水中常见的阳离子(Ca<'2+>、Mg<'2+>)和阴离子(Cl<'->、SO<,4><'2->)对弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水中微量重金属离子的影响.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1饮用水水源水质现状与处理中存在的问题

1.1.1水源水质现状

1.1.2饮用水处理中存在的问题

1.2饮用水中重金属的特点及危害

1.2.1饮用水中重金属的特点

1.2.2饮用水中重金属的危害

1.3去除水中重金属的方法

1.3.1化学法

1.3.2电解法

1.3.3电渗析法

1.3.4生物法

1.3.5活性炭法

1.3.6反渗透(RO)法

1.3.7天然矿石吸附法

1.3.8树脂吸附法

1.4弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水中的微量重金属

1.4.1离子交换技术的发展

1.4.2离子交换树脂的分类

1.4.3弱碱性阴离子交换树脂的简介

1.4.4弱碱性阴离子交换树脂去除水中微量重金属的可行性

1.5本课题的研究目的和意义

1.6本课题的研究内容

2试验条件和控制参数

2.1试验条件

2.1.1离子交换树脂的选择

2.1.2离子交换树脂的预处理

2.1.3离子交换树脂的转型

2.1.4试验处理对象的选择

2.2主要试验仪器及设备

2.3测试项目及控制参数

3离子交换树脂去除饮用水中微量重金属的试验研究

3.1静态试验及结果分析

3.1.1试验装置

3.1.2试验方法

3.1.3静态试验结果分析

3.2动态试验及结果分析

3.2.1试验装置

3.2.2试验方法

3.2.3动态试验结果分析

3.3离子交换树脂的再生

4弱碱性阴离子交换树脂再生试验研究

4.1再生方式的确定

4.1.1顺流再生

4.1.2逆流再生

4.1.3再生方式的确定

4.2再生剂的选择

4.2.1酸的选择

4.2.2碱的选择

4.3逆流再生运行参数范围的确定

4.3.1第一步水小反洗相关运行参数范围的确定

4.3.2第二步酸液再生相关运行参数范围的确定

4.3.3第三步水反洗相关运行参数范围的确定

4.3.4第四步碱液再生相关运行参数范围的确定

4.3.5第五步水反洗相关运行参数范围的确定

4.4逆流再生最佳运行参数的确定

4.4.1试验方案

4.4.2试验相关评价指标

4.4.3正交试验结果分析

5离子交换树脂去除水中重金属离子及再生机理分析

5.1离子交换树脂去除水中重金属离子的机理分析

5.1.1阳离子交换树脂去除水中重金属离子的机理分析

5.1.2弱碱性阴离子交换树脂去除水中微量重金属离子的机理分析

5.2离子交换反应动力学

5.2.1离子交换速度

5.2.2离子交换树脂在去除水中微量重金属离子时的离子交换速度

5.3离子交换树脂去除水中微量重金属离子的影响因素

5.3.1通过离子交换柱中树脂层的速度

5.3.2原水中重金属离子的浓度

5.3.3原水中常见阳离子(Ca2+和Mg2+)的干扰

5.3.4原水中常见阴离子的干扰

5.4再生机理

5.4.1阳离子交换树脂再生机理分析

5.4.2弱碱性阴离子交换树脂再生机理分析

6结论与建议

致谢

参考文献