大孔弱酸氢型树脂Ca2+吸附特性与深度软化处理稠油污水研究

摘要

本课题对影响大孔弱酸氢型树脂吸附特性的因素进行了研究，并利用等温吸附平衡曲线和等温吸附模型对实验结果进行分析，对树脂动态吸附的机理进行了探讨。在特性研究的基础上，将大孔弱酸氢型树脂应用于深度软化处理稠油污水，针对工艺中存在的不足进行改进，通过连续周期的运行分析改进工艺的运行效果和软化成本。
　　提高大孔弱酸氢型树脂对溶液中Ca2+的吸附量可以通过提高溶液中Ca2+浓度，在20-60℃的范围内提高溶液温度以及提高溶液中的碱度等方式实现。在连续流动态条件下，Ca2+浓度过高或过低均不利于提升树脂的吸附效率。提升温度对树脂的吸附性能没有明显提升，在80℃时树脂的吸附效率反而有所下降。过水中碱度越高流速越低，出水硬度越低，树脂的吸附效率越高。
　　大孔弱酸氢型树脂对溶液中Ca2+的等温吸附平衡曲线为反Langmuir型曲线，当溶液中Ca2+浓度较高时，大孔弱酸氢型树脂对Ca2+的吸附适用Freundich和Langmuir等温吸附模型，其中Langmuir等温吸附模型的适用浓度范围更为宽泛。提高溶液中的碱度，不仅会提高树脂的吸附效率，也会更易于部分氢型树脂转换为钠型，对出水pH能够起到一定的缓冲作用。
　　将大孔弱酸氢型树脂应用于一级离子交换柱对稠油污水进行深度软化处理，二级出水符合《工业锅炉水质》中的要求。改进工艺中将树脂用软化水正洗12h后投入运行，使得一级出水始终保持稳定，减少了对二级柱的冲击。改进工艺的再生成本仅为传统工艺的55％，具有软化成本低，操作简化，管理方便等优点。

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第一章 绪 论

1.1 稠油污水的来源及性质

1.2 稠油污水的处理工艺及研究现状

1.3 软化处理工艺及研究现状

1.4 弱酸阳离子树脂的应用及研究现状

1.5 课题研究

第二章 大孔弱酸氢型树脂吸附特性研究

2.1 实验材料与方法

2.2 大孔弱酸氢型树脂静态吸附特性研究

2.3 大孔弱酸氢型树脂连续流动态吸附特性研究

2.4 本章小结

第三章 大孔弱酸氢型树脂吸附机理的探讨

3.1 大孔弱酸氢型树脂等温吸附平衡曲线的探讨

3.2 大孔弱酸氢型树脂动态条件下的吸附机理

3.3 本章小结

第四章 大孔弱酸氢型树脂深度软化处理稠油污水应用研究

4.1 实验材料与方法

4.2 大孔弱酸氢型树脂对出水水质的影响

4.3 大孔弱酸氢型树脂应用的改进研究

4.4 连续周期运行及成本分析

4.5 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

附录A EDTA滴定法

附录B 工业锅炉循环冷却水总碱度的测定方法

附录C《工业锅炉水质》

致谢

攻读学位期间的研究成果