阴离子交换树脂对铬离子的吸附及解吸研究
浅谈铬在土壤中吸附特性与赋存形态研究
浅谈铬在土壤中吸附特性与赋存形态研究摘要：近年铬污染事件频繁发生，造成越来越多的铬进入到土壤环境中，土壤铬污染现场日益突出。
由于铬进入土壤中会发生吸附解吸行为，而且形态也会变化，因此对铬在土壤中的吸附解吸行为和赋存形态的研究可以使人们了解铬在土壤中的迁移转化状态，可为铬污染土壤治理技术的研究提供一定理论依据。
该文对铬在土壤中的吸附特性与赋存形态进行浅谈。
关键词：铬土壤吸附-解吸赋存形态近年铬污染事件频繁发生，2011年云南曲靖发生的非法转移铬渣5000余t的事件震惊全国，另有28.84万t铬渣在没有做任何防护措施下露天堆放，当地的土壤和水体均受到铬渣的污染。
越来越多的铬进入到土壤环境中，土壤铬污染现场日益突出。
铬进入土壤中会发生吸附解吸行为，而且形态也会变化，因此对铬在土壤中的吸附解吸行为和赋存形态的研究可以使人们了解铬在土壤中的迁移转化状态，可为铬污染土壤治理技术的研究提供一定理论依据。
该文对铬在土壤中的吸附解吸特性与赋存形态进行浅谈。
1 铬在土壤中的吸附理论铬进入到土壤中最先发生的反应过程就是吸附作用，铬以溶液的形式存在时，迁移性较强，生物活性也较大，可能在土壤中发生扩散、迁移等过程，但是已经被土壤吸附的铬较难发生这种情况。
由于铬在土壤溶液中存在三价和六价两种价态，三价铬离子在土壤溶液中主要以Cr（H2O）63+及其水解产物Cr（H2O）5（OH）2+、Cr（H2O）4（OH）2+、Cr（H2O）（OH）30、CrO2-等形式存在[1]，在pH较低时，Cr（Ⅲ）主要以阳离子形式存在。
土壤对Cr（Ⅲ）的吸附作用主要发生在pH 2～6范围内，是带负电荷的土壤无机胶体和有机胶体对阳离子的吸附。
这种吸附是由静电引力产生的非专性吸附。
六价铬离子以CrO42+、HCrO4-、Cr2O72-形式存在，带正电荷的土壤胶体可以与之交换吸附[2]，土壤对Cr（Ⅵ）的吸附主要为专性吸附[3]。
2 铬在土壤中吸附-解吸的影响因素研究土壤是一个极为复杂的体系，在不同的土壤中铬所表现出来的吸附行为也有所不同。
强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究
强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究一、离子交换树脂的变质离子交换树脂在水处理系统运行的过程中，由于氧化或降解，树脂结构遭受破坏，这是一种不可逆的树脂的劣化，成为树脂的变质。
（一）阳离子交换树脂的氧化1.阳树脂氧化的原因和现象阳树脂氧化的主要原因是由于水中有氧化剂，如游离氯、硝酸根等，水中重金属离子能起催化作用，当温度高时，树脂受氧化剂浸蚀更为严重，其结果是使树脂交换基团降解和交换骨架断裂，树脂颜色变淡和其体积增大。
2.防止树脂被氧化的方法（1）活性炭过滤用活性炭过滤水进行脱氧是防止树脂被氧化的常用方法，其原理是基于吸附作用，并在被吸附的活性炭表面上进行下面的化学反应。
其反应为：C－+HOCl→CO－+HCl活性炭脱氯是一种简单、经济、行之有效的方法，故得到普通应用。
（2）化学还原法化学还原法是在含有余氯的水中，投加一定量还原剂（如SO2或Na2SO3）进行脱氯。
（3）选用高交联度的大孔阳树脂。
（4）避免使用质量差的盐酸其中含有氧化剂对阳树脂造成危害。
（二）强碱性阴树脂的降解在离子交换水处理系统中，强碱性阴树脂通常是置于阳树脂后使用，一般是遭受水中溶解氧的氧化，以及再生过程中碱中所含的氧化剂（如ClO3－和FeO42－）的氧化，其结果是强碱性季铵基团逐渐降解，但不会发生骨架的断链。
在化学除盐工艺中，强碱性阴树脂的降解主要表现为对中性盐的分解容量，特别是对硅的交换容量下降。
季铵基团受氧化后，按叔、仲、伯胺顺序降解的过程如下：2.防止强碱性阴树脂降解的方法(1)真空除气法通过使用真空除气器，减少阴床进水中的氧含量。
(2)降低再生液中含铁量降低再生液中含铁良，必须认真做好碱液系统中的铁的腐蚀控制。
(3)选用隔膜法生产的烧碱，降低碱液中NaClO3的含量（可降至6～7㎎／L）。
二、离子交换树脂的污染与复苏在离子交换处理系统中，由于水中杂质浸入，至使树脂性能下降，因尚未涉及树脂结构的破坏，故这种劣化现象称树脂的污染。
阴离子交换树脂的处理方法与原因分析
阴离子交换树脂的处理方法与原因分析阴离子交换树脂的处理方法与原因分析本产品的性能与201×7强碱性阴离子交换树脂相像，但有更好的物理及化学稳定性（耐渗透压力，耐磨损等）及抗污染性能，由于具有大孔结构，因此可用于吸附分子尺寸较大的杂质以及在非水溶液中使用。
本产品相当于美国：AmberliteIRA900，德国：LewatitMP500，日本：DiaionPA308。
相当于我国老牌号：D231；DK251；731；290。
用途：本产品重要用于高纯水的制备（尤其适用于高速混床）及用于凝结水净打扮置（HOH或NH4OH混床系统），也用于废水处理，回收重金属，生化药物分别和糖类提纯。
包装：编织袋，内衬塑料袋。
塑料桶，内衬塑料袋。
使用时参考指标：1．PH范围：0142．允许温度（℃）氯型≤80氢氧型≤603．膨胀率：（C1→OH）≤204．工业用树脂层高度：m1.03.05．再生液浓度：％NaOH:456．再生剂用量（按100计）：kg/m3湿树脂NaOH（工业）：40807．再生液流速：m/h468．再生接触时间：minute：30609．正洗流速：m/h：152510．正洗时间：minute：约3011．运行流速：m/h，1525高流速：80100 12．工作交换容量：mmol/l（湿树脂）≥400结构式重要性能指标：指标名称D201D201FCD201SC全交换容量mmol/g≥3.8强地基团容量mmol/g≥1.0体积交换容量mmol/ml≥1.15含水量4858湿视密度g/ml0.650.75湿真密度g/ml1.061.10粒度（0.3151.25mm）≥95（0.451.25mm）≥95（0.3150.60mm≥95有效粒径mm0.400.70≥0.50.350.50均一系数≤1.601.601.40磨后圆球率≥95转型膨胀率≤283028外观乳白色或淡黄色不透亮球状颗粒乳白色或淡黄色不透亮球状颗粒乳白色或淡黄色不透亮球状颗粒出厂型式游离胺游离胺游离胺用途通用浮动床双层床一、树脂的运输和贮存：离子交换树脂内含有肯定量的水份，在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水份。
离子交换法处理含铬废水
离子交换法处理含铬废水摘要：含铬废液pH＝3-4时，流量为10BV/h时，采用双阴离子交换柱串联全饱和工艺处理回收含六价铬废水，出水能满足国家排放标准，穿透体积大。
利用阳离子交换树脂柱除去再生液中的钠离子，去除率可达到83%，纯化后的含六价铬溶液能再次投入使用。
关键词：六价铬；离子交换；回收Abstract: The pH of Cr6 +wastewater was 3-4, flow rate was 10BV/h. Two negatively charged ion-exchange resin columns were serialized and saturated to recover Cr6+ wastewater. The permeability was high and processed water could meet national discharge standards. Then positively charged ion-exchange resin was employed to remove Na+ in the recovered water, and 83% of Na+ could be removed. After that the purified Cr6+solution could be reused.Keywords:Cr6+ ；ion-exchange ；recovery铬是环境污染及影响人类健康的有害元素之一。
六价铬为食入性毒物，饮水中超标400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状，引起呼吸急促，咳嗽及气喘，短暂的心脏休克，肾脏、肝脏、神经系统和造血器官的毒性反应等，更可能造成遗传性基因缺陷，并对环境有持久危险性。
六价铬一般分离方法有离子交换树脂、电渗析、电解氧化还原法、还原沉淀法、石灰絮凝和吸附法等几种手段。
本文研究了六价铬在阴、阳离子交换树脂柱上的行为和分离条件，提出以离子交换为主的废水中铬形态分离及分析的系统流程，并研究了对六价铬的纯化和回收。
铬在土壤中的吸附解吸研究进展
铬在土壤中的吸附解吸研究进展收稿日期：２００６－０７－０６；收稿日期：２００６－０８－２０基金项目：江苏省交通厅重点资助项目（０２Ｙ０３１）作者简介：桂新安（１９８２－），男，江西进贤人，硕士研究生，主要从事环境化学、污染土壤修复等方面研究。
铬是动物和人体必须的微量元素之一。
但大量的铬进入环境对人体，植物和动物都会产生很大的危害。
随着现代工业的飞速发展，产生铬污染的主要生产和工艺已经涉及冶金，化工，农业，医学等多个领域，上述工业生产中，均可产生含铬“三废”。
在美国，Ｃｒ被认为是与Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ并列的四种主要污染物质之一。
这些污染物的排放已经造成土壤的严重污染。
在土壤环境中，铬主要以Ｃｒ（Ⅲ）和Ｃｒ（Ⅵ）［１，２］两种形态存在，但是Ｃｒ（Ⅲ）相比Ｃｒ（Ⅵ）相对稳定［３］，毒性也相对较小，它们在土壤中处于吸附和解吸的动态平衡中，土壤性质对铬的吸附解吸动态影响很大，直接影响到土壤中铬的迁移转化和固定特性。
因此研究土壤对铬的吸附和解吸特性，对土壤中重金属污染的防治与修复具有重要意义。
文章主要对铬在土壤中吸附解吸机理、影响因素以及动力学模型的研究进展进行了综述。
１铬在土壤中的吸附解吸机理铬在土壤中的吸附主要以离子交换吸附（非专性吸附）、专性吸附或物理表面沉淀吸附为主。
土壤环境中的粘土矿物胶体常带有净电荷［４］，对金属离子会产生静电引力，这种吸附通常是在很短的时间内发生。
易秀等［５］研究发现土壤中的许多活性组分对水相铬（Ⅲ）离子产生阳离子交换作用，其吸附是以阳离子交换吸附为主。
刘云惠等［６］研究表明土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附主要发生在ｐＨ２～６范围内，是带负电荷的土壤无机胶体和有机胶体对阳离子的吸附。
这种吸附是由静电引力产生的非专性吸附。
带正电荷的土壤胶体可交换吸附以ＣｒＯ４２－、ＨＣｒＯ４－、Ｃｒ２Ｏ７２－形式存在的铬阴离子，如土壤中带正电荷的氯化铁或水合氧化铁胶体对Ｃｒ（Ⅵ）的吸附能力很大。
土壤有机质的主体腐殖质其上有许多功能团－ＣＯＯＨ、－ＮＨ２、苯酚官能团［７］等，因此Ｃｒ（Ⅲ）与有机质容易产生络合－螯合反应，形成化学黏合剂，使Ｃｒ（Ⅲ）被牢固的吸附住，可以增加了土壤中铬（ＩＩＩ）的吸附量［８］，这种吸附就是Ｃｒ的专性吸附。
强阴离子交换树脂的作用
强阴离子交换树脂的作用强阴离子交换树脂是一种高效的离子交换材料，用于从水中去除阳离子。
它具有较高的交换容量和良好的选择性，因此被广泛应用于水处理、制药、化工等领域。
本文将从强阴离子交换树脂的作用原理、应用领域、性能特点和使用注意事项等方面进行详细的介绍。
一、作用原理强阴离子交换树脂是一种具有阴离子功能团的高分子合成树脂，其作用原理是通过静电吸引和离子交换来去除水中的阳离子。
当水通过含有强阴离子交换树脂的固定床时，水中的阳离子会与树脂表面的功能团发生静电吸引，并与树脂发生离子交换，从而被树脂吸附并去除。
强阴离子交换树脂一般采用氢氧化铝或多孔玻璃微珠为载体，具有较大的表面积和孔隙结构，有利于阳离子的吸附和交换。
二、应用领域1.水处理领域：强阴离子交换树脂广泛应用于工业废水处理、饮用水处理、锅炉给水处理等领域。
它可以有效去除水中的钙、镁、铁、铝等阳离子，降低水的硬度，减少水垢和管道堵塞，提高水的质量。
2.制药领域：在制药生产过程中，需要去除水中的金属离子、有机物等杂质，以保证产品的质量和纯度。
强阴离子交换树脂可以作为一种有效的分离和净化材料，用于制药废水处理和药剂纯化等方面。
3.化工领域：在化工生产过程中，水质的好坏直接影响产品的质量和产量。
强阴离子交换树脂可以用于去除水中的杂质离子，净化水质，提高生产效率和产品质量。
三、性能特点1.高交换容量：强阴离子交换树脂具有较高的交换容量，可以有效去除水中的阳离子，净化水质。
2.良好的选择性：强阴离子交换树脂具有良好的选择性，可以根据需要选择不同种类的功能团，对特定离子具有较高的亲和力。
3.耐酸碱性能好：强阴离子交换树脂具有良好的耐酸碱性能，可以在不同的pH值下稳定运行，适用于不同的工艺要求。
4.经济高效：强阴离子交换树脂具有较长的使用寿命和较低的成本，能够达到较好的净化效果，经济高效。
四、使用注意事项1. pH值控制：强阴离子交换树脂的使用适宜pH范围一般在1~13之间，超出此范围会影响其交换性能。
强碱性阴离子交换树脂的作用
强碱性阴离子交换树脂的作用强碱性阴离子交换树脂的工作原理：强碱性阴离子交换树脂内部含有大量的强碱性基团，通常为OH-离子，在使用过程中树脂根据吸附顺序对阴离子进行吸附，吸附水中的阴离子，并且释放出本身的OH-离子，OH-离子会与水中的H+离子结合成为水分子，达到去除阴离子的效果。
在工业领域中经常使用到强碱性阴离子交换树脂。
树脂内部的OH-离子数量被交换完之后，这个时候就需要进行再生，恢复其吸附阴离子的能力。
主要是使用大量的NaOH溶液进行浸泡、清洗，将树脂工作时吸附的阴离子置换出来，并且将溶液中的OH-离子填充至树脂内部，恢复其交换能力，使树脂能够继续使用。
强碱阴离子交换树脂的优势：1.吸附效果良好，能够与水中所有的阴离子进行交换，达到去除阴离子的效果。
2.通常与强酸型阳离子交换树脂配合使用，可以有效去除水中所有离子，达到去离子水的标准。
3.其优异的过滤性能，能够有效提高系统的产水量、产水水质，降低运行成本。
4.机械强度高、抗污染性能优异，有效延长树脂的使用寿命，并且降低树脂被污染的可能性。
5.符合均匀粒径树脂的标准，使其能够更好、更快的与水中的离子进行交换，提高过滤效率。
6.物理、化学稳定性好，耐磨性、耐温性优异，树脂颗粒不易破碎，最高使用温度能够达到60℃，通常阴离子交换树脂的使用温度在10-40℃之间。
7.其优异的性能有效的延长了树脂的使用寿命，通常进口强碱树脂能够使用2-3年左右，而国产强碱树脂也能够使用1-2年。
强碱性阴离子交换树脂的应用领域：工业软水处理/通用脱矿系统工业锅炉软化水阴树脂应用工业用于纯水，高纯水的制备与强酸型阳离子交换树脂配合使用凝结水精处理冷凝水抛光混床水处理设备矿石、镀锌电解液、酸洗池脱矿质、化工催化稀有金属分离废水处理去矿质生化制品的提取再生高效脱矿二氧化硅去除电泳漆回收精处理抗生素提取制药回收重金属和贵稀有金属。
离子交换法处理含铬废水
离子交换法处理含铬废水重铬酸钠、铬酸酐等铬盐类产品是广泛应用于电镀、颜料、制革、医药、冶金及化工等行业的重要化工原料。
在国民经济建设中占有十分重要的地位。
但是在生产铬盐产品的过程中，产生的大量含铬废水，如不妥善处理，任意排放，将会污染江河水源及环境。
当水中六价铬的到一定程度时，对人类、畜牧、鱼类、农作物等均有害。
因此，消除含铬废水的污染，对保护环境，造福人民和发展经济都具有很大的意义。
目前，国内外对含铬废水的处理，一般采用的方法有硫酸亚铁—石灰法、钡盐法、二氧化硫法，亚硫酸钠法，电解法和离子交换法等。
其中除离子交换法外，均要产生大量含有三价铬的污水（三价铬也是有毒物质）。
既难于处理，且对铬的资源不能进行回收和利用。
现采用大孔型ZGA451弱碱性阴离子交换树脂处理含铬废水，不仅处理的水质较好，符合国家排放标准，而且还能回收利用大量铬的化合物。
这种大孔型离子交换树脂系新型的离子交换树脂。
与普通凝胶型离子交换树脂相比，具有更强的抗污染能力,更广泛的适应性和高交换容量。
而且机械强度好，有弹性，不易被具有氧化性的离子所破坏，也不易因膨胀收缩而破坏结构，网孔不容易受有机物污染和高效吸附与再生洗脱容易等优点。
一、树脂主要物化性能ZGA451大孔弱碱性阴离子交换树脂主要性能指标名称 指标外观 乳白色至淡黄色不透明球状颗粒功能基团 -N(CH3)2·H2O出厂型式 游离胺型含水量 % 48～58质量全交换容量 mmol/g(干)≥4.80体积全交换容量 mmol/ml ≥1.4湿真密度 g/ml 1.03～1.06湿视密度 g/ml 0.65～0.72渗磨圆球率 % ≥90范围粒度 % 常规型(0.315～1.25mm) ≥95 温度 ℃ ～80PH值 1～9膨胀率 % ≤25二、基本原理及工艺流程1.基本原理离子交换法处理含铬废水，是利用离子交换树脂的活性基团的交换作用吸附废水中的铬酸根(CrO42-)和重铬酸根(Cr2O72-)离子，去除有害的Cr6+离子，待树脂吸附饱和后，用氢氧化钠和氯化钠组成的再生剂进行再生，以达到回收铬化合物的目的。