專利名稱：有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及復蘇藥劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及復蘇藥劑。
背景技術：
在水處理領域，將離子交換樹脂用于水的軟化和脫鹽這一工程實踐已有近七十年的歷史。天然水中的陽離子，例如Na+，Ca2+，和Mg2+被陽離子交換樹脂去除。水中的陰離子例如Cl—，S042—，被陰離子交換樹脂去除。陰離子交換樹脂會吸附進水中的有機物，但在再生過程中，這些有機物并不會像陰、陽離子那樣從樹脂上被洗脫下來。這樣就會造成陰離子交換樹脂的有機物污染。關于去除陰離子交換樹脂的有機物污染的問題，水處理領域內的科技人員研發出了一些經典復 蘇方法。比較廣泛的是用較高濃度的鹽溶液(一般在10%或者更多)，還有用復配鹽堿液對陰離子交換樹脂內的有機物進行浸泡洗脫。前者的復蘇方法步驟比較繁瑣，且效果并不穩定。后者當陰離子交換樹脂的有機物污染較為嚴重或大分子線性有機物在陰離子交換樹脂內部纏繞較為緊密時，對有機物的洗脫效果往往不能令人滿意，復蘇后有機物含量CODfc值高達 200(T2500mg/L。
發明內容
本發明是要解決現有的復蘇方法對有機物污染較為嚴重或大分子線性有機物在陰離子交換樹脂內部纏繞較為緊密時洗脫效果不好以及現有的復蘇藥劑不能增加強堿基團數量的問題，而提供一種有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及復蘇藥劑。本發明中有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法是通過以下步驟實現的一、陰離子交換樹脂的轉型用重量百分比濃度為8% 10%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為18 22°C，循環流速為2. 5^3. 5m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡6 10小時后，完成轉型。二、沖洗轉型完畢后，排掉廢液，用脫鹽水對陰離子交換樹脂進行反向沖洗，沖洗時間為1.5 2. 5h，沖洗流速為18 22m/h。三、去除陰離子交換樹脂有機物污染而使其復蘇復蘇藥劑的總體積是待復蘇陰離子交換樹脂體積的4倍。共分4次對陰離子交換樹脂進行洗脫復蘇，每批復蘇藥劑的體積與待復蘇陰離子交換樹脂體積相同，每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為f 15%NaCl+0. 5^4%Na0H+0. f 10%有機助劑；每次洗脫時間控制在I. 5^2h范圍內。復蘇過程溫度控制在36 42°C范圍內，整個過程復蘇藥劑循環流速控制在3. 5^4. 5m/h。每次洗脫后，陰離子交換樹脂用脫鹽水沖洗18 22min，流速控制在8 12m/h范圍內。在第三次洗脫過程與第四次洗脫過程之間，進行一次氧化過程，這個過程需要先投加保護劑，保護劑為4-氧-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氧自由基或I-羥基-2，2，6，6-四甲基-4-氧代哌啶鹽酸鹽，重量百分比濃度為O. 05°/Γ3%，用量為陰離子交換樹脂體積的I. 2^1. 5倍，投加保護劑后需浸泡5(T60min后，再加入氧化劑，氧化劑為NaCIO，使其重量百分比濃度為O. 5%飛％，氧化時間為15飛Omin，采用循環浸泡的方式，流速控制在5 7m/h范圍內。循環結束后，還要用重量百分比濃度為3%的Na2SO3溶液循環沖洗2(T30min，流速控制在3. 5^4. 5m/h范圍內，以去除陰離子交換樹脂罐中的殘余氧化劑。四、沖洗復蘇后的陰離子交換樹脂用脫鹽水進行反向沖洗，時間為2. 5^3. 5h反向沖洗流速控制在iTllm/h。五、再生陰離子交換樹脂復蘇后，進行其再生以備用。本發明中一種去除陰離子交換樹脂鐵污染的復蘇藥劑配方，由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成，其中NaCl、NaOH和有機助劑的在水中的重量百分比濃度分別為1 15%、0. 5 4%和 O. I 10%。有機助劑為甲醇、乙醇、異丙醇、磺酸、苯磺酸或十二烷基本磺酸。本發明的有益效果I、復蘇藥劑中由NaCl、NaOH和有機助劑溶液組成，與傳統方法比較，洗脫環境為堿性環境對有機物污染較為嚴重或大分子線性有機物在陰離子交換樹脂內部纏繞較為緊密的情況下，洗脫后增加了強堿基團交換容量，即增大了強堿基團在全部功能基團中的比 例，洗脫效果更佳，2、在復蘇過程中使用氧化劑，用以提高去除有機物的復蘇效果，加入氧化劑使其與受污染的陰離子交換樹脂實現短時接觸(短時氧化)，對附著在陰離子交換樹脂上的大分子線性有機物進行破壞，使其斷鏈進而更好地被鹽堿液洗脫下來，增強洗脫效果。3、在復蘇過程中使用保護劑用以保護陰離子交換樹脂內自身骨架結構以及位于其上的功能基團(尤其是對陰離子交換樹脂的交換容量起著決定性作用的季銨基團和叔胺基團)不受破壞，最大限度地恢復陰離子交換樹脂的交換容量。
具體實施例方式本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及藥劑配方按以下步驟進行一、陰離子交換樹脂的轉型用重量百分比濃度為8% 10%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為18 22°C，循環流速為2. 5^3. 5m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡6 10小時后，完成轉型。二、沖洗轉型完畢后，排掉廢液，用脫鹽水對陰離子交換樹脂進行反向沖洗，沖洗時間為1.5 2.5h，沖洗流速為18 22m/h。三、去除陰離子交換樹脂有機物污染而使其復蘇復蘇藥劑的總體積是待復蘇陰離子交換樹脂體積的4倍。共分4次對陰離子交換樹脂進行洗脫復蘇，每批復蘇藥劑的體積與待復蘇陰離子交換樹脂體積相同，每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為f 15%NaCl+0. 5^4%Na0H+0. Γ 0%有機助劑；每次洗脫時間控制在I. 5^2h范圍內。復蘇過程溫度控制在36 42°C范圍內，整個過程復蘇藥劑循環流速控制在3. 5^4. 5m/h。每次洗脫后，陰離子交換樹脂用脫鹽水沖洗18 22min，流速控制在8 12m/h范圍內。在第三次洗脫過程與第四次洗脫過程之間，進行一次氧化過程，這個過程需要先投加保護劑，保護劑為4-氧-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氧自由基或I-羥基_2，2，6，6-四甲基-4-氧代哌啶鹽酸鹽，重量百分比濃度為O. 05°/Γ3%，用量為陰離子交換樹脂體積的I. 2 1. 5倍，投加保護劑后需浸泡5(T60min后，再加入氧化劑，氧化劑為NaCIO，使其重量百分比濃度為O. 5%飛％，氧化時間為15飛Omin，采用循環浸泡的方式，流速控制在5 7m/h范圍內。循環結束后，還要用重量百分比濃度為3%的Na2SO3溶液循環沖洗2(T30min,流速控制在3. 5^4. 5m/h范圍內，以去除陰離子交換樹脂罐中的殘余氧化齊U。四、沖洗復蘇后的陰離子交換樹脂用脫鹽水進行反向沖洗，時間為2. 5^3. 5h反向沖洗流速控制在9 llm/h。五、再生陰離子交換樹脂復蘇后，進行其再生以備用。本發明的有益效果I、復蘇藥劑中由NaCl、NaOH和有機助劑溶液組成，與傳統方法比較，洗脫環境為堿性環境對有機物污染較為嚴重或大分子線性有機物在陰離子交換樹脂內部纏繞較為緊密的情況下，洗脫后增加了強堿基團交換容量，即增大了強堿基團在全部功能基團中的比例，洗脫效果更佳。2、在復蘇過程中使用氧化劑，用以提高去除有機物的復蘇效果，加入氧化劑使其 與受污染的陰離子交換樹脂實現短時接觸(短時氧化)，對附著在陰離子交換樹脂上的大分子線性有機物進行破壞，使其斷鏈進而更好地被鹽堿液洗脫下來，增強洗脫效果。3、在復蘇過程中使用保護劑用以保護陰離子交換樹脂內自身骨架結構以及位于其上的功能基團(尤其是對陰離子交換樹脂的交換容量起著決定性作用的季銨基團和叔胺基團)不受破壞，最大限度地恢復陰離子交換樹脂的交換容量。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中陰離子交換樹脂轉型用重量百分比濃度為8. 59Γ9. 5%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為19 21°C，循環流速為2. 8 3.2m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡的時間為7、小時。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中陰離子交換樹脂轉型用重量百分比濃度為9%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為20°C，循環流速為3m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡的時間為8小時。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中用脫鹽水沖洗時間為1.8 2.2h，沖洗流速為19 21m/h。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中用脫鹽水沖洗時間為2h，沖洗流速為20m/h。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為3 12%NaCl+l 3. 5%Na0H+0. 5 8%有機助劑，保護劑重量百分比濃度為O. 159Γ2. 5%，氧化劑重量百分比濃度為1°/Γ5%。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為10%NaCl+2%Na0H+l%有機助劑，保護劑重量百分比濃度為1%，氧化劑重量百分比濃度為2%。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中沖洗時間為
2.8^3. 2h，反向沖洗流速為9. 5^10. 5m/h。其它步驟和參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九本實施方式中一種去除陰離子交換樹脂鐵污染的復蘇方法所使用的復蘇藥劑，由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成，其中NaCl、NaOH和有機助劑的在水中的重量百分比濃度分別為I 15%、0. 5 4%和O. I 10%。有機助劑為甲醇、乙醇、異丙醇、磺酸、苯磺酸或十二烷基本磺酸。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同的是復蘇藥劑，由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成，其中NaCl、NaOH和有機助劑的在水中的重量百分比濃度分別為10%、2%和1%。其它成分和參數與具體實施方式
九相同。為驗證本發明的有益效果，進行了如下實驗(實驗中陰離子交換樹脂的體積為10. 4m3，陰離子交換樹脂罐有效容積為18m3’，規格為直徑2. 8m，上室高度I. 8m，下室高度
2.2m)實驗一有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法是按下列步驟進行的一、陰離子交換樹脂的轉型陰離子交換樹脂在運行過程中為氫氧型，為使其穩定，在復蘇前必須轉為氯型。用重量百分比濃度為9%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度控制在I擴21 °C，循環流速控制在2. 9^3. lm/h范圍內，采用上進下出方式循環。循環浸泡10小時后，完成轉型。二、沖洗轉型完畢后，排掉廢液，用脫鹽水對陰離子交換樹脂進行反向沖洗，沖洗時間為2h，流速控制在19 21m/h范圍內。三、去除陰離子交換樹脂有機物污染而使其復蘇復蘇藥劑的總體積是待復蘇陰離子交換樹脂體積的4倍。共分4次對陰離子交換樹脂進行洗脫復蘇，每批復蘇藥劑的體積與待復蘇陰離子交換樹脂體積相同，每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為10%NaCl+2%Na0H+l%有機助劑；每次洗脫時間為I. 8h。復蘇過程溫度控制在38 40°C范圍內，整個過程復蘇藥劑循環流速控制在3. 8^4. 2m/h。每次洗脫后，陰離子交換樹脂用脫鹽水沖洗20min，流速控制在iTllm/h范圍內。在第三次洗脫過程與第四次洗脫過程之間，還要進行一次氧化過程，這個過程需要先投加保護劑，保護劑為4-氧-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氧自由基或I-羥基-2，2，6，6-四甲基-4-氧代哌啶鹽酸鹽,重量百分比濃度為2%,用量為15. 6m3,投加保護劑后需浸泡60min后,再加入氧化劑，氧化劑為NaCIO，使其重量百分比濃度為5%，氧化時間為60min，采用循環浸泡的方式，流速控制在5 7m/h范圍內。循環結束后，還要用重量百分比濃度為3%的Na2SO3溶液循環沖洗30min,流速控制在3. 5^4. 5m/h范圍內，以去除陰離子交換樹脂罐中的殘余氧化劑。四、沖洗復蘇后的陰離子交換樹脂用脫鹽水進行反向沖洗，時間為3h反向沖洗流速控制在9 llm/h0取經過本發明方法處理后的陰離子交換樹脂60mL，經檢測陰離子交換樹脂中有機物含量為700mg/L，而實際生產中常用的復配鹽堿液法復蘇陰離子交換樹脂后有機物含量高達達200(T2500mg/L，除有機物效率較后者有了顯著地提高。權利要求
1.有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于它是通過以下步驟實現的 一、陰離子交換樹脂的轉型用重量百分比濃度為8% 10%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為18 22°C，循環流速為2. 5^3. 5m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡6 10小時后，完成轉型。ニ、沖洗轉型完畢后，排掉廢液，用脫鹽水對陰離子交換樹脂進行反向沖洗，沖洗時間為I. 5^2. 5h，沖洗流速為18 22m/h。三、去除陰離子交換樹脂有機物污染而使其復蘇復蘇藥劑的總體積是待復蘇陰離子交換樹脂體積的4倍。共分4次對陰離子交換樹脂進行洗脫復蘇，每批復蘇藥劑的體積與待復蘇陰離子交換樹脂體積相同，每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為f 15%NaCl+0. 5^4%Na0H+0. f 10%有機助劑；每次洗脫時間控制在I. 5^2h范圍內。復蘇過程溫度控制在36 42°C范圍內，整個過程復蘇藥劑循環流速控制在3. 5^4. 5m/h。毎次洗脫后，陰離子交換樹脂用脫鹽水沖洗18 22min，流速控制在8 12m/h范圍內。在第三次洗脫過程與第四次洗脫過程之間，進行一次氧化過程，這個過程需要先投加保護劑，保護劑為4-氧-2，2，6，6-四甲基哌啶-I-氧自由基或I-羥基-2，2，6，6-四甲基-4-氧代哌啶鹽酸鹽，重量百分比濃度為O. 05°/Γ3%，用量為陰離子交換樹脂體積的I. 2^1. 5倍，投加保護劑后需浸泡5(T60min后，再加入氧化劑，氧化劑為NaCIO，使其重量百分比濃度為O. 5%飛％，氧化時間為15飛Omin，采用循環浸泡的方式，流速控制在5 7m/h范圍內。循環結束后，還要用重量百分比濃度為3%的Na2SO3溶液循環沖洗2(T30min，流速控制在3. 5^4. 5m/h范圍內，以去除陰離子交換樹脂罐中的殘余氧化劑。四、沖洗復蘇后的陰離子交換樹脂用脫鹽水進行反向沖洗，時間為2. 5^3. 5h反向沖洗流速控制在iTllm/h。五、再生陰離子交換樹脂復蘇后，進行其再生以備用。
2.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟一中陰離子交換樹脂轉型用重量百分比濃度為8. 59Γ9. 5%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為1擴21で，循環流速為2. 8^3. 2m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡的時間為7、小時。
3.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟一中陰離子交換樹脂轉型用重量百分比濃度為9%的食鹽水對陰離子交換樹脂進行循環浸泡，溫度為20°C，循環流速為3m/h，采用上進下出方式循環，循環浸泡的時間為8小吋。
4.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟ニ中用脫鹽水沖洗時間為I. 8^2. 2h，沖洗流速為19 21m/h。
5.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟ニ中用脫鹽水沖洗時間為2h，沖洗流速控制在20m/h。
6.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟三每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為3 12%NaCl+廣3. 5%Na0H+0. 5 8%有機助劑，保護劑重量百分比濃度為O. 159Γ2. 5%，氧化劑重量百分比濃度為1°/Γ5%。
7.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟三中每次復蘇藥劑的重量百分比組成分別為10%NaCl+2%Na0H+l%有機助劑，保護劑重量百分比濃度為1%，氧化劑重量百分比濃度為2%。
8.如權利要求I所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法，其特征在于步驟四中沖洗時間為2. 8^3. 2h，反向沖洗流速為9. 5^10. 5m/h。
9.有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法所用的復蘇藥劑，其特征在于它由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成，其中NaCl、NaOH和有機助劑的在水中的重量百分比濃度分別為I 15%、0· 5 4% 和 O. I 10%。
有機助劑為甲醇、こ醇、異丙醇、磺酸、苯磺酸或十二烷基本磺酸。
10.如權利要求9所述的有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法所用的復蘇藥劑，其特征在于它由由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成，其中NaCl、NaOH和有機助劑的在水中的重量百分比濃度分別為10%、2%和1%。
全文摘要
有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及復蘇藥劑，它涉及有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法及復蘇藥劑，本發明要解決現有的復蘇方法對有機物污染較為嚴重或大分子線性有機物在陰離子交換樹脂內部纏繞較為緊密時洗脫效果不好以及現有的復蘇藥劑配方不能增加強堿基團數量的問題。本發明中有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法通過如下步驟來實現一、陰樹脂的轉型；二、沖洗；三、去除陰樹脂有機物污染而使其復蘇；四、沖洗。五、再生。本發明中有機物污染的陰離子交換樹脂的復蘇方法所用的復蘇藥劑，由NaCl、NaOH、有機助劑和水組成。本發明適用于陰樹脂有機物污染的復蘇，對陽樹脂的有機物污染的去除亦有效。
文檔編號B01J49/00GK102658217SQ20121014980
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者劉景辰, 李偉光 申請人:哈爾濱工業大學