Τι είναι η αναγέννηση της ρητίνης ανταλλαγής ιόντων

Πρώτον, η συμβατική θεραπεία αναγέννησης
Αφού χρησιμοποιηθεί η ιοντοανταλλακτική ρητίνη για κάποιο χρονικό διάστημα, οι προσροφημένες ακαθαρσίες πλησιάζουν στην κορεσμένη κατάσταση και είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επεξεργασία αναγέννησης και τα ιόντα και άλλες ακαθαρσίες που προσροφήθηκαν από τη ρητίνη εκλούονται με χημικούς παράγοντες για αποκατάσταση την αρχική σύνθεση και ιδιότητες. Στην πρακτική εφαρμογή, προκειμένου να μειωθεί το κόστος της αναγέννησης, είναι απαραίτητο να ελέγχεται σωστά η ποσότητα του παράγοντα αναγέννησης, έτσι ώστε η απόδοση της ρητίνης να μπορεί να αποκατασταθεί στο πιο οικονομικό και λογικό επίπεδο αναγέννησης, συνήθως στον βαθμό ανάκτησης ελέγχου η απόδοση είναι 70 έως 80%. Εάν πρόκειται να επιτευχθεί υψηλότερο επίπεδο αναγέννησης, η δόση αναγέννησης θα αυξηθεί σημαντικά και ο ρυθμός χρήσης του αναγεννητικού θα μειωθεί.
Η αναγέννηση της ρητίνης θα πρέπει να βασίζεται στον τύπο της ρητίνης, τα χαρακτηριστικά, καθώς και την οικονομία λειτουργίας, την επιλογή των κατάλληλων παραγόντων αναγέννησης και τις συνθήκες εργασίας.
Οι ιδιότητες αναγέννησης της ρητίνης συνδέονται στενά με τον τύπο και τη δομή της. Η αναγέννηση ισχυρών οξέων και ισχυρών βασικών ρητινών είναι δύσκολη και η δόση αναγέννησης είναι πολύ μεγαλύτερη από τη θεωρητική τιμή. Το αδύναμο οξύ ή η αδύναμη βασική ρητίνη αναγεννάται ευκολότερα και η δόση αναγέννησης είναι μόνο ελαφρώς μεγαλύτερη από τη θεωρητική τιμή. Επιπλέον, η ρητίνη με μεγάλο πορώδες και χαμηλό βαθμό διασύνδεσης αναγεννάται εύκολα, ενώ η ρητίνη με τύπο γέλης και υψηλό βαθμό σταυροσύνδεσης έχει μεγαλύτερο χρόνο αντίδρασης αναγέννησης.
Ο τύπος του αναγεννητικού θα πρέπει να επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο ιόντων της ρητίνης και η χαμηλότερη τιμή οξέων, βάσεων ή αλάτων θα πρέπει να επιλέγεται κατάλληλα. Για παράδειγμα, η ισχυρή όξινη θετική ρητίνη τύπου νατρίου μπορεί να αναγεννηθεί με διάλυμα NaCl 10% και η ποσότητα του φαρμάκου είναι διπλάσια από την ικανότητα ανταλλαγής (117 g/l ρητίνη με NaCl). Η ρητίνη ισχυρού οξέος τύπου υδρογόνου αναγεννάται με ισχυρό οξύ και το ασβέστιο που προσροφάται από τη ρητίνη θα πρέπει να αποτρέπεται από το να αντιδράσει με το θειικό οξύ για να σχηματίσει ίζημα θειικού ασβεστίου. Για το σκοπό αυτό, συνιστάται πρώτα να περάσετε το 1-2% της αναγέννησης αραιωμένου θειικού οξέος.
Η ισχυρή αλκαλική ρητίνη τύπου χλωρίου αναγεννάται κυρίως με διάλυμα NaCl, αλλά η προσθήκη μικρής ποσότητας αλκαλίου βοηθά στη διάλυση και την έκπλυση των χρωστικών και της οργανικής ύλης που προσροφάται από τη ρητίνη. Επομένως, για την αναγέννηση χρησιμοποιείται συνήθως αλκαλικό διάλυμα άλατος που περιέχει 10% NaCl + 0.2% NaOH. Η συμβατική δόση είναι 150-200g NaCl ανά λίτρο ρητίνης και 3-4g NaOH. Η ισχυρή αλκαλοαρνητική ρητίνη τύπου ΟΗ αναγεννάται με διάλυμα NaOH 4%.
Η χημική αντίδραση της αναγέννησης ρητίνης είναι η αντίστροφη αντίδραση της αρχικής εναλλαγής προσρόφησης ρητίνης. Σύμφωνα με την αρχή της ισορροπίας της χημικής αντίδρασης, η αύξηση της συγκέντρωσης μιας ουσίας σε μια χημική αντίδραση μπορεί να προωθήσει την αντίδραση στην άλλη πλευρά, επομένως η αύξηση της συγκέντρωσης του αναγεννημένου υγρού μπορεί να επιταχύνει την αντίδραση αναγέννησης και να επιτύχει υψηλότερο επίπεδο αναγέννησης.
Προκειμένου να επιταχυνθεί η χημική αντίδραση αναγέννησης, το υγρό αναγέννησης συνήθως θερμαίνεται πρώτα στους 70~80 βαθμούς C. Ο ρυθμός ροής του μέσω της ρητίνης είναι γενικά 1~2 BV/h. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί πρώτα γρήγορη και μετά αργή μέθοδος για να δώσει πλήρη απόδοση στην αποτελεσματικότητα του αναγεννητικού. Ο χρόνος αναγέννησης είναι περίπου μία ώρα. Στη συνέχεια, πλύνετε τη ρητίνη με μαλακό νερό για περίπου μία ώρα (ο όγκος νερού είναι περίπου 4 BV), αφού αποστραγγιστεί το νερό πλύσης, στη συνέχεια ξεπλύνετε με νερό μέχρι να γίνει άχρωμο το υγρό πλύσης και να μην θολώσει.
Μετά την αναγέννηση και την αντίστροφη πλύση, η τιμή pH ορισμένων ρητινών θα πρέπει να ρυθμιστεί. Επειδή το αναγεννημένο υγρό περιέχει συχνά αλκάλια, η ρητίνη είναι συχνά αλκαλική μετά την αναγέννηση ακόμη και μετά το πλύσιμο. Ορισμένες ρητίνες αποχρωματισμού (ιδιαίτερα αδύναμες αλκαλικές ρητίνες) πρέπει να λειτουργούν υπό ελαφρώς όξινες συνθήκες. Αυτή τη στιγμή, μπορεί να περάσει αραιό υδροχλωρικό οξύ για να μειωθεί η τιμή του pH της ρητίνης σε περίπου 6, και στη συνέχεια να πλυθεί με νερό, να γίνει αντίστροφη πλύση κάθε φορά.
Μετά τη χρήση της ρητίνης για μεγάλο χρονικό διάστημα, ορισμένες ακαθαρσίες (ιδιαίτερα μακρομοριακές οργανικές κολλοειδείς ουσίες) που απορροφώνται από αυτήν δεν είναι εύκολο να εκλουστούν με τη συμβατική επεξεργασία αναγέννησης και συσσωρεύονται σταδιακά και μολύνουν τη ρητίνη, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα της ρητίνης. Αυτό πρέπει να αντιμετωπιστεί με ειδικό τρόπο. Για παράδειγμα, η κατιονική ρητίνη μολύνεται από αμφοτερικές ενώσεις που περιέχουν άζωτο, το οποίο μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με διάλυμα NaOH 4% για να διαλυθεί και να εκκενωθεί. Η ρητίνη ανιόντων είναι μολυσμένη από οργανική ύλη και η συγκέντρωση NaOH στο διάλυμα αλκαλικού άλατος μπορεί να αυξηθεί σε 0,5~1.0% για να διαλυθεί η οργανική ύλη.
Δεύτερον, ειδική θεραπεία αναγέννησης
Οι πιο σοβαρά μολυσμένες ρητίνες μπορούν επανειλημμένα να υποβληθούν σε επεξεργασία με όξινο ή αλκαλικό διάλυμα άλατος, όπως η χρήση διαλύματος αλκαλικού άλατος 10% NaCl +1%NaOH για τη διάλυση της οργανικής ύλης και στη συνέχεια με χρήση 4% HCl ή 10% NaOH και 1% HCl αντίστοιχα για τη διάλυση της ανόργανης ύλης και στη συνέχεια με επεξεργασία 10%NaCl +1%NaOH. Εκτελείται στους 70 βαθμούς Κελσίου περίπου.
Εάν το αποτέλεσμα της παραπάνω επεξεργασίας δεν πληροί τις απαιτήσεις, μπορεί να αντιμετωπιστεί με μέθοδο οξείδωσης. Δηλαδή, μετά το πλύσιμο της ρητίνης με νερό, εγχέεται το διάλυμα υποχλωριώδους νατρίου με συγκέντρωση 0,5%, ο ρυθμός ροής ελέγχεται από 2 έως 4 BV/h, διοχετεύεται η ποσότητα από 10 έως 20 BV, και στη συνέχεια πλένονται με νερό και επεξεργάζονται με αλατόνερο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η επεξεργασία οξείδωσης μπορεί να οξειδώσει τους δεσμούς σύνδεσης των μακρομορίων στη δομή της ρητίνης, με αποτέλεσμα την αποικοδόμηση της ρητίνης, ο βαθμός διαστολής αυξάνεται και είναι εύκολο να σπάσει, επομένως δεν είναι κατάλληλη για κοινή χρήση. Συνήθως χρησιμοποιούνται 50 κύκλοι πριν από μία επεξεργασία οξείδωσης. Επειδή η ρητίνη χλωρίου έχει ισχυρή αντίσταση στην οξείδωση, η ρητίνη υποβάλλεται σε επεξεργασία με αλμυρό νερό πριν από την επεξεργασία οξείδωσης για να γίνει χλώριο, το οποίο μπορεί επίσης να αποφύγει την αλλαγή της τιμής του pH κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επεξεργασίας και να κάνει την οξείδωση πιο σταθερή.
Τρίτον, η διάθεση ανακυκλωμένων απορριμμάτων υγρών
Αποχρωματισμός ρητίνης εργοστασίου ζάχαρης, υγρό αποβλήτων αναγέννησης ρητίνης περιέχει πολλή χρωστική και οργανική ύλη, το χρώμα είναι πολύ βαθύ. Όταν χρησιμοποιείται ακατέργαστη ζάχαρη για την παραγωγή ραφιναρισμένης ζάχαρης, η ποσότητα ανακυκλωμένων υγρών αποβλήτων ανά 100 τόνους ζάχαρης είναι περίπου 6~9 m3. Είναι επίσης δύσκολο να το απορρίψετε προτού αποφορτιστεί (ή ανακυκλωθεί).