连续离子交换技术及其应用
水资源再生利用技术的创新与应用
水资源再生利用技术的创新与应用水资源是生命之源，然而进入21世纪以来，全球水资源短缺问题逐渐凸显。
在这个情况下，水资源再生利用技术成为了解决水资源问题的重要方案之一。
本文将重点讨论水资源再生利用技术的创新和应用。
一、水资源再生利用技术的创新1. 离子交换技术离子交换技术是水处理中常用的技术之一，它是利用离子交换树脂的特殊结构和物理化学性质，吸附或释放水中的离子，从而使水中一些不良物质被去除或浓缩。
随着科学技术的不断发展和创新，离子交换技术不断得到改良和创新，比如利用高级离子交换膜、离子交换材料微波辅助吸附等技术来提高水处理的效率和质量。
2. 膜技术膜技术是近年来快速发展的水处理技术之一，它是利用滤膜对水中杂质进行分离，从而达到净化水的目的。
不同的滤膜有不同的特性，如微孔滤膜、反渗透膜、纳滤膜等，它们的筛选效率、水通量和寿命也有所不同。
膜技术通过不断的创新和改良，如利用新型材料、新型技术等，来提高水处理的效率和寿命。
3. 高级氧化技术高级氧化技术是近年来发展迅速的新型水处理技术，它是通过化学反应或物理反应来将水中的有机污染物转化成更简单的水、二氧化碳和无害物质。
高级氧化技术主要有光催化氧化、臭氧氧化、电化学氧化等，它们的反应效率、反应条件和反应机理不同。
通过不断的创新和改良，高级氧化技术可以成为一种高效、低成本的污水处理方式。
二、水资源再生利用技术的应用1. 工业用水再生工业用水中含有各种物质，如有机污染物、酸碱、重金属等，这些物质对环境和人体健康都有不良影响。
然而，通过水资源再生利用技术的应用，工业废水可以得到再生利用，提高水资源的可持续利用性。
比如，一些工业废水可以通过膜技术进行脱盐，将其转化为可再生利用的水源。
2. 农村用水再生农村地区的用水主要以灌溉为主，然而灌溉水中含有农药、化肥等农业废水，这些物质会渗入土壤中，影响到土壤质量。
通过水资源再生利用技术的应用，农村地区的农业废水可以得到再生利用，提高水资源的利用效率和农业生产的可持续性。
离子交换技术在铂族金属富集、分离提纯中的应用
昆明
摘
二次
要
：
离
子 交换 法是 铂 族 金 属 湿 法 冶 金 中
，
一
项 很 有 应 用 前 景 的 绿 色 环 保技 术
，
与 传统 的 化 学 沉 淀
。
法 和 溶 剂 萃 取 法 相 比有 很 多 优势
因 此 在 铂族 金 属 的 分 离
提纯 中 得到 了 广 泛 的 应 用
中的
工
针 对 铂族金 属
资源 回
收
，
介绍
了
阳 离 子 交 换 树脂 在 铂族 金属 与 贱 金 属分 离
；
业 应 用 和 阴 离 子 交换 树 脂 在
铂族 金 属 富 集 做了
简
、
分 离 提纯 中 的 研 究 及应 用
。
同 时 也 对 分 子 识 别 技 术在 铂 族 金 属 分 离 提 纯 领 域 的 应 用
要 的介绍
：
子 形 式存在
质 差异
，
。
利 用 铂 族 金 属 和 贱金 属 的 这
一
化学 性
中
，
在 回 收废 旧 的钿 铑 合 金 漏 板 工 艺
用 阳离
可 用 阳 离 子 交 换 树脂 吸 附 溶 液 中 的 贱 金 属
，
用 王 水 浸 出 废 旧 合 金漏 板 得 到 含 铀 铑 浓 度 较 高
，
阳 离 子 而 钿 族 金 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的 配 合 阴 离 子仍 然 留 在溶 液 中
2 0
1
3
年
卷第
月
贵 金 属
期
，
第
离 子 交 换技 术 在 铂 族 金 属 富 集
连续离子交换技术及其在海水提钾的应用
摘 要:
300130)
介绍了连续离子交换 ( ISEP ) 的原理 、 技术特点及其在废水处理 、 化学制药 、 金
属离子分离和无机化工等领域中 的应用 。 提出了应用 ISEP 系统的沸石法海水提钾技术的工 艺流程 , 实验研究了连续离子交换 法海水 提钾工 艺 。 结果 表明 , 产品 钾富集 液中 的 K + 含量 达 63. 07g /L, 较海水浓缩 166 倍 ; 原 料海水中的 K+ 提取率达 90 . 0% 。 此外 , 与传统的固定床 离子交换系统相比 , 连续离子交换法海 水提钾 系统还 具有产 品 K + 浓度 及原料 K+ 提收率稳 定、 沸石利用率高 、 便于实现连续化操作等 优势 。 关键词 : 连续离子交换 ; 应用 ; 海水 ; 提取 ; 钾盐 中图分类号 : TQ443 文献标识码 : B 文章编号 : 1673- 6850( 2007) 03- 0027- 04
[ 6~ 8]
采用连续离子交换系统可充分回收废液中铵, 每生 产 1t碳酸钾能得到 770kg 氯化铵副产品 , 既避免了 环境污染 , 又提高了综合经济效益。 2 . 1 . 2 水杨酸生产废水处理
[ 11 ]
在水杨酸工业生产过程中, 每生产 1 t产品约排 放 15t有毒有机化工废水 , 这类废水含酚浓度高、 酸 [ 12] 性强、 含盐 量高、 色度深、 难 以生物 降解 。 采用 ISEP装置来处理水杨酸生产中的废水的实验表明, 该系统对水杨酸生产废水有良好的处理效果。在原 水 CODC r为 18000m g /L ~ 20000m g /L 时 , 经过 一步 吸附处理, 出水 CODC r值在 60m g /L 左右 , 达到国家 规定二级排放标准 ; 苯酚的去除率接近 100 % , 并且 饱和树脂经 8 % 浓度的 N aOH 溶液洗脱后 , 脱附液 中含有的高浓度苯酚水杨 酸等有用资源可 实现回 收, 从而实现了生产废水污染治理与资源回收利用 的统一。 2 . 2 化学制药的应用 [ 13] 2 . 2 . 1 赖氨酸工业生产技术的改进 在赖氨酸 的生 产中, 提 取工 序是 关键 工序 之 一 。用连续式提取 ISEP 系统代替间歇 式提取, 能使赖氨酸提取的多级分离步骤同时进行, 连续完 成树脂填充, 赖氨酸的吸附与洗脱 , pH 值调节 , 树脂 再生等单元的操作过程 , 简化了赖氨酸的提取工艺。 与固定床相比 , 对于年产 5000t赖氨酸的生产能力, 3 3 ISEP系统可节约 106m ~ 115m 的树脂量, 耗水费 用节省 7 . 4 万元 / a , 出料浓 度提高 10g /L ~ 15g /L, 提取率增加了 4 % ~ 5% 。 [ 15 ] 2 . 2 . 2 抗生素生产中的应用 抗生素和其它医药产品生产的下游加工过程经 常涉及到吸附或离子交换的步骤。近几年, 有很多 生产企业的研发人员注重采用连续离子交换技术对 青霉素及头孢菌素生产过程中的产品进行纯化。实 验结果表明连续离子交换技术具有以下优点: 树脂 消耗量减少 50 % ~ 90 % , 洗涤用水的消耗量可节约 50 % ~ 70 % , 产品纯度高于 99 % , 产率达到 98 %以 上。 2 . 3 金属离子的分离 2 . 3 . 1 从浸取液中回收铜 20 世纪 60 年代, 溶剂萃取技术给铜工业带来 了革命。但它同时也存在一些负面影响 , 由于溶剂 萃取使用大量的挥发性溶剂, 萃取液中含有潜在的 毒性 , 并给环境造成污染。目前在 ISEP 技术的接触
离子交换技术是什么
离子交换技术是什么离子交换技术被一些专业人士俗称为“智能泵”。
它是一种用于控制和监控某些特定化学反应的化学方法，由特殊材料组成的离子交换器完成。
这种技术不仅可以用于扩散,吸收和过滤质量的水，而且也在许多行业中广泛应用, 比如, 制冷技术、分子生物学、香料制造。
在本文中，将对离子交换技术及其发展历程进行深入阐释，旨在为读者带来全新认知。
一、离子交换技术的概述离子交换技术可以归纳为一类特定的物质交换技术，主要作用是利用合成的离子交换树脂来改变溶液中的浓度，它是由特殊材料组成的离子交换器完成的过程。
技术的基本步骤如下：人们首先将离子树脂放置在特定的淀粉素溶液中，然后把离子溶液按照一定的比例从树脂表面吸附，改变溶液的浓度。
同时，它还可以改变溶液中某些特定离子浓度，可以在需要时改变被吸收或去除的离子浓度。
二、离子交换技术的历史离子交换技术最早可以追溯到19世纪30年代。
Alexander Oparin在1937年提出了“离子交换技术的绽放正在开始”的论文，这成为技术发展史上一个里程碑。
在20世纪50年代，美国研究人员George Loewenstein和Arthur Zagar得出结论，他们确定了离子交换技术应用于工业生产的实用性。
之后，随着工业生产向大规模生产过渡，离子交换技术在化学、冶金和分子生物学等诸多领域得到了快速发展和使用。
三、离子交换技术的上下游应用离子交换技术具有上游和下游应用。
其上游应用指的是使用离子交换技术处理原材料的离子浓度，用离子树脂吸收或去除原料中的离子以改变原材料的性质，从而获得更高质量的原料，进而制备所需产品。
离子交换技术的下游应用指彻底利用所获产品的性质，比如在水处理过程中，主要是利用离子交换树脂来吸附有害物质，以致淡化水质，保护人类的身体健康和环境的安全。
四、离子交换技术的前沿发展目前，离子交换技术正在逐渐被主流行业接受，并成为发展的新课题。
由于如今的社会对水质的检测要求越来越高，“智能化”水处理设备需求也越来越多。
离子交换膜技术及其应用
的应 用 。
关键 词 ： 离子交换 膜技术 电渗析 膜 电解 应 用 中图分 类 号 ： Ｂ Ｔ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 离 子 交换 膜 技 术是 当代 高新 技 术 之一 ， 由于 离子 交换膜 技 术所使 用 的介 质—— 离 子 交换膜具有 离子很强 的选择透过性 、 离 分 效率高 、 耗低 、 染少 ， 能 污 因此 在 许 多 方 面
文 章 编号 ： ６ ３ ９ （ ０ ０ ０ （） ０ １ １ １ ７ － ７ １ ２ １ ） ２ ａ一０ ０ －０ ２
氨 基 酸盐 或 脂 肪 酸 盐（ ～２ 个 碳 原 子） １ ６ 盐提 供 Ｈ 离 子 和 ｏＨ一 子 ， 之 分 别 生 成 有 机 离 使 酸 和 相 应 的 碱 ； 离 子 交 换 实现 药 物 的 定 用 位 释 放 、 皮释 放 和 鼻 腔 释 放 ， 宽给 药途 透 拓 有着重要的应用价值 。 径 ， 而 使 药 物 可 直 接 作 用 于 病 变 部 位 而 从 达到最佳 的治疗效果 。 究 课 题 是 钨 酸 钠 溶 液 的 离 子 膜 电 解 工 艺 ， ２ ５在 处 理工 业 废水 中 的应 用 １ 离子 交换膜 技术 ． 将 它 与 现 行 钨 萃 取 工 艺 配 套 ， 完 全 改 变 将 １ １离子 交换膜 ． 用 离 子 交 换膜 电 渗 析 技 术 处 理 工 业 废 离 子 交 换 膜 是 一 种 具 有 选 择 透 过 性 能 钨 工 艺 的 格 局 ， 成 一 种 无 污 染 的 闭 合 流 水 ， 离 所 需 组 分 并 使 之 浓 缩 ， 可使 溶 液 形 分 且 的 网 状 立 体 结 构 的 高 分 子 功 能 膜 或 分 离 程 。 脱盐 ， 到 的 工 业 水 可 直 接 再利 用 ， 而 实 得 从 膜。 由于 在 应 用 时 主 要 是 利 用 它 的 离 子 交 ２ ２ 在氯 碱 工业 中 的应用 ． 现 工 业 废 液 的 零 排 放 ； 离 子 交 换 膜 电 解 用 换 基 团 的选 择 透 过 性 ， 以 也 称 为 离 子 选 所 氯 碱 工 业 中 利 用 膜 电解 获 取 产 品 ， 所 回 收 工 业 废 水 中 的 金 属 、 离 稀 有 金 属 和 分 择 透 过性 膜 。 离 子 交 换 膜 性 能 的不 同 ， 按 可 用 的 离子 交换 膜 一 股 为 氟 纤 维 增 强 的 全 氟 贵 金 属 和 氯 碱 等 ， 仅 废物 可再 利 用 ， 且 不 而 分 为 阳 离子 交 换 膜 、 离 子 交换 膜 、 性 交 磺 酸 、 氟 羧 酸 阳 离 子复 合 膜 。 只 让 Ｎａ 阴 两 全 它 可 极 大 程 度 减 轻 工 业 排 放 水 对 环 境 的 污 换 膜 和 双 极 离 子 交 换 膜 。 三 种 膜 的 可 交 带着 少 量 水 分 子 透 过 ， 它 离子 难 以 透 过 。 染 ； 阴 离 子 交 换 膜 扩 散 渗 析 从 含 酸 的 工 这 其 用 换 离 子 分 别对 应 为 阳 离 子 、 离 子 和 阴 阳 阴 电解 时 从 电解 槽 的 下 部 往 阳 极 室 注 入 经 过 业 废 液 中 ， 收 酸 ， 阳离 子 交 换 膜 扩 散 渗 回 用 离 子 。 膜 的 结 构 与 功 能 又 可 将 离 子 交 换 严 格 精 制 的Ｎａ １ 按 Ｃ 溶液 ， 阴极 室 注入 水 。 往 在 析 从 含 碱 的 工 业 废 液 中 ， 回收 碱 。 理 后 的 处 ｌ放 电 ， 成 Ｃ ， 从 电 解 槽 顶 部 废 水 含 酸 、 量 可 望达 工业 废 水 排 放 标 准 。 生 １， 膜 分 为 普 通 离 子 交 换 膜 、 极 离 子 交 换 膜 ． 阳极 室 中 Ｃ 双 碱 和 镶 嵌 膜 三 种 。 通 离 子 交 换 膜 一 般 是 均 放 出 ， 时Ｎａ 带着 少 量 水 分 子透 过 阳 离 子 普 同 另 外 ， 子 交 换 膜 技 术 还 可 用 于 生 物 离
离子交换层析的原理及应用
离子交换层析的原理及应用原理离子交换层析（Ion Exchange Chromatography）是一种常用的分离和纯化技术，基于离子交换原理进行操作。
其原理可以概括为将待分离物质溶液与具有离子交换功能的固体材料接触，在一定条件下，通过离子间的相互吸附和解吸实现对混合物中不同成分的分离。
离子交换材料通常是高分子化合物，具有特定的固定相功能基团，例如负离子交换树脂中的胺基或二甲胺基，正离子交换树脂中的磺酸基或醋酸基。
这些功能基团与待分离物质中的离子发生相互作用，实现对呈离子状态的物种的吸附和解吸。
离子交换层析可以根据离子交换材料的性质和操作条件的不同，实现不同类型的分离。
常见的离子交换层析包括阴离子交换层析和阳离子交换层析。
阴离子交换层析用于分离带负电的离子，阳离子交换层析用于分离带正电的离子。
应用离子交换层析广泛应用于各个领域的分析和制备过程中。
以下列举了离子交换层析的一些常见应用：1.食品行业：离子交换层析可用于食品中有害离子的分离和检测。
例如，可以使用阴离子交换层析材料对水中的重金属离子进行分离和测定。
2.制药行业：离子交换层析在制药工艺中常用于纯化药物和去除杂质离子。
例如，可以使用阳离子交换层析将药物分离纯化。
3.环境分析：离子交换层析可用于对环境样品中的离子进行分离和测定。
例如，可以使用离子交换层析材料对水和土壤样品中的阴阳离子进行分离纯化，并用于环境监测。
4.生物学研究：离子交换层析在生物学研究中被广泛应用于分离和纯化生物大分子。
例如，可以使用阴离子交换层析将蛋白质分离纯化。
5.水处理：离子交换层析是一种常用的水处理技术，可用于去除水中的有害离子和杂质离子。
例如，可以使用阳离子交换层析材料对水中的硬度离子进行去除。
除上述应用外，离子交换层析还可用于其他领域的离子分离和分析，例如电子行业、石油化工、环境监测等。
总结离子交换层析是一种基于离子交换原理的分离和纯化技术。
其原理基于离子交换材料和待分离物质中的离子之间的相互吸附和解吸。
离子交换技术在重金属工业废水处理中的应用
离子交换技术在重金属工业废水处理中的应用离子交换技术在重金属工业废水处理中的应用一、引言近年来，随着工业化的快速发展，重金属工业废水污染问题日益突出。
重金属工业废水中含有大量的有毒有害物质，给环境和人类健康带来巨大风险。
离子交换技术作为一种高效、经济、环保的污水处理方法，被广泛应用于重金属工业废水中。
本文旨在探讨离子交换技术在重金属工业废水处理中的应用，并分析其优点和存在的问题。
二、离子交换技术概述离子交换技术是指通过固定相上的交换反应，使溶液中存在的某些离子与固定相中的某些离子进行置换，从而实现对溶液中离子的去除或富集。
离子交换在废水处理中主要应用于去除溶液中的离子杂质，包括重金属离子。
三、离子交换技术在重金属工业废水处理中的应用1. 离子交换剂的选择离子交换剂是离子交换技术中的核心要素，不同离子交换剂吸附不同的金属离子。
根据重金属工业废水中存在的重金属种类和浓度，选择合适的离子交换剂至关重要。
常见的离子交换剂包括树脂、天然材料和高分子材料等。
2. 离子交换反应离子交换技术是通过交换剂上活性基团与溶液中的金属离子进行离子置换而实现去除的。
当重金属离子进入离子交换剂孔隙中时，与交换剂表面的活性基团发生化学反应，金属离子与交换剂之间发生离子置换。
利用反应热力学平衡控制交换剂的饱和度，进而实现重金属离子的去除。
3. 离子交换的处理效果离子交换技术具有高度选择性、高效率、可循环使用的特点，能够有效去除重金属工业废水中的金属离子。
实验研究表明，离子交换技术在处理重金属工业废水中具有较高的吸附效率和去除率。
对重金属工业废水进行离子交换处理后，废水中金属离子浓度明显降低，使得废水达到环境排放标准。
四、离子交换技术的优点与问题1. 优点离子交换技术具有高度选择性，可根据废水中金属离子种类进行选择，有效去除废水中的有害物质。
此外，离子交换技术具有高度的吸附能力和去除率，处理过程迅速高效。
离子交换技术还具有操作简单、成本低廉的特点，适用于大规模工业废水处理。
食品分离技术(7) 离子交换技术
凡能与树脂间形成辅助力（氢键、范德华力等）的离子，树脂 对其吸附力就大；能破坏这些辅助力，离子从树脂上易洗脱。
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4.4、离子交换过程和速度
离子交换反应是在动态下进行的，不 论溶液的运动情况怎样，在树脂表面上始 终存在着一层薄膜，起交换的离子只能借 分子扩散而通过这层簿膜。
21
4．弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(—NH2)、仲胺 基 (—NHR)或叔胺基(—NR2)，反应简式为：
R NH2 H2O R NH3 OH
离解能力较弱，只能在低pH值下工作，可用弱碱再生。
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四种基本类型树脂的实用型
1）将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠 型树脂；避免了溶液PH值下降和由此产生的副 作用，如对设备的腐蚀。进行再生时，用盐水 而不用强酸。
换带一般0.2—1m。B离子浓度高、操作温度低、料液流速 高、树脂老化等都会使交换带加宽，不利；应控制，但有
限。
39
3、交换
始漏点：流出液中开 始出现未被交换的离 子（承接检验有试液 离子）
始漏量：达始漏点时， 被交换到柱子上的离 子的量（mmol）< 树脂的总交换容量
交界层：部分被交换 的树脂层称为交界层
R SO3 Na R SO3Na
强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶
液中都能离解和产生离子交换作用，因此使用时的
pH没有限制。
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树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化 学药品使树脂的官能团回复原来状态再次使用。 强酸性阳离子树脂是用强酸进行再生处理。
18
19
2．弱酸性阳离子树脂
这类树脂含有弱酸性基团，如羧基—COOH、 酚羟基 —OH，能在水中离解出H+而呈弱酸性。 反应简式为：