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離子交換法是一種借助于離子交換劑上的離子和廢水中的離子進行交換反應(yīng)而除去廢水中有害離子的方法。離子交換過程是一種殊的吸附過程。在廢水處理中，離子交換主要用于回收和去除廢水中的金、銀、銅、鎘、鉻、鋅等金屬離子，對于凈化放射性廢水和有機廢

水也有應(yīng)用。

在廢水處理中，離子交換法的優(yōu)點為：離子的去除效率高，設(shè)備較簡單，操作容易控制。目前在應(yīng)用中存在的問題是：應(yīng)用范圍還受到離子交換劑品種、產(chǎn)量、成本的限制，對廢水的預處理要求較高，離子交換劑的再生及再生液的處理也是一個難以解決的問題。

一、離子交換劑

1．離子交換劑分類

離子交換劑分為無機和有機兩大類。無機的離子交換劑有天然沸石和人工合成沸石；有機的離子交換劑有磺化煤和各種離子交換樹脂。在廢水處理中，應(yīng)用較多的是離子交換樹脂。

離子交換樹脂是一類具有離子交換特性的有機高分子聚合電解質(zhì)，是一種疏松的、具有多孔結(jié)構(gòu)的固體球形顆粒，主要有強酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂、強堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂、螯合樹脂和有機吸附樹脂等。其中，螯合樹脂是為了吸附水中微量金屬而研制的，有機物吸附樹脂交換容量比普通的離子交換樹脂小，但它對有機物有較高的吸附能力。

2．離子交換樹脂的性能指標

自子交換樹脂的性能對處理效率、再生周期及再生劑的耗量有很大影響，判斷離子交換性能的指標如下。

(1)離子交換容量：交換容量是樹脂交換能力大小的標準，可以用重量法和容積法兩種方法表示。重量法是指單位重量的干樹脂中離子交換基團的數(shù)量，用mmol/或mol／g表示。容積法是指單位體積的濕樹脂中離子交換基團的數(shù)量，用mmol/L樹脂或mol／m3表示。由于樹脂一般在濕態(tài)下使用，因此常用容積法。

（2）含水率：每克濕樹脂（去除表面水分后）所含水分的百分率為含水率，一般在5%左右。也可折算成相當于每克干樹脂的百分數(shù)表示。

（3）相對密度：離子交換樹脂的響度密度有3種表示方法：干真比重、

（4）溶脹性：當樹脂由一種離子形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N離子形態(tài)時所發(fā)生地體積變化稱為溶脹性或膨脹。樹脂溶脹的程度用溶脹度來表示。

(5)耐熱性：各種樹脂所能承受的溫度都有一個上限，超過這個極限，就會發(fā)生比較嚴重的熱分解現(xiàn)象，影響交換容量和使用壽命。

(6)化學穩(wěn)定性：廢水中的氧化劑，由于其氧化作用能使樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，活性基團的數(shù)量和性質(zhì)也會發(fā)生變化。

防止樹脂因氧化而化學降解的方法，一是采用高交換度的樹脂；二是在廢水中加入適量的還原劑；三是交換柱內(nèi)的pH值保持在6左右。

二、離子交換樹脂的選擇性

采用離子交換法處理廢水時必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種離子的交換能力是不同的。交換能力的大小主要取決于各種離子對該種樹脂親和力的大小，在常溫下，低濃度時，各種樹脂對各種離子親和力的大小可歸納如下幾個規(guī)律。