專利名稱：判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換水處理技術(shù)，尤其涉及一種判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
離子交換是一種常用的水處理技術(shù)，采用該技術(shù)可以吸附去除水中的雜質(zhì)，如純水制備；也可以富集濃縮水中的有用物質(zhì)，如從廢水中回收金屬。離子交換樹脂有一定的工作交換容量，當(dāng)樹脂吸附的離子總量等于工作交換容量時(shí)樹脂達(dá)到飽和點(diǎn)，失去繼續(xù)吸附的能力。因此及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷飽和點(diǎn)對(duì)于離子交換樹脂的有效工作和樹脂的利用率十分重要。
目前判斷樹脂飽和點(diǎn)的常用方法主要有a.從離子交換設(shè)備的進(jìn)、出水口取樣分析被交換離子的濃度，濃度相同時(shí)表明樹脂飽和；b.在吸附有顏色的離子時(shí)目測(cè)樹脂顏色的變化，當(dāng)樹脂進(jìn)、出水端的顏色基本一致時(shí)，表明樹脂飽和；c.在純水制備過程中使用電導(dǎo)率(或電阻率)儀表測(cè)試離子交換設(shè)備出水電導(dǎo)率(或電阻率)來判斷樹脂飽和點(diǎn)。
方法a的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)樹脂飽和點(diǎn)的判斷較精確，其缺點(diǎn)是，需要配備昂貴的分析儀器，而且分析過程需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和分析成本；方法b的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)樹脂飽和點(diǎn)的判斷較簡(jiǎn)便、直觀、成本低，其缺點(diǎn)是依靠感觀和經(jīng)驗(yàn)判斷準(zhǔn)確性較差，而且對(duì)于無色離子的交換不適用，當(dāng)交換柱為不透明材料制作時(shí)也不適用此方法；方法c的優(yōu)點(diǎn)是，綜合判斷復(fù)床純水制備設(shè)備的樹脂失效點(diǎn)，儀器比較簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是電導(dǎo)率(或電阻率)不能反映陽樹脂和陰樹脂哪一個(gè)先飽和；然而在離子交換制備純水過程中陰陽樹脂的配比難以完全達(dá)到平衡，經(jīng)常是一種樹脂先飽和，此時(shí)電導(dǎo)率(或電阻率)不能及時(shí)反映出水pH值的變化，造成pH值不合格的水進(jìn)入用水工序，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，它能廣泛適用于各種采用離子交換水處理技術(shù)中的離子交換樹脂飽和點(diǎn)的判斷，并且能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、簡(jiǎn)便地判斷離子交換樹脂的飽和點(diǎn)，以保證離子交換過程的有效性以及提高樹脂的有效利用率和設(shè)備的管理效率，為樹脂的及時(shí)再生提供判斷依據(jù)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種應(yīng)用pH測(cè)量技術(shù)判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；其特點(diǎn)是判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的步驟包括步驟a，在裝有離子交換樹脂的交換柱的出水口安裝pH傳感器；步驟b，原水流經(jīng)交換柱，要去除的離子被交換柱內(nèi)的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經(jīng)pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測(cè)量到的信號(hào)傳輸?shù)絧H測(cè)量控制儀，pH測(cè)量控制儀顯示pH數(shù)值；步驟d，pH測(cè)量控制儀監(jiān)視pH數(shù)值，隨著離子交換過程的進(jìn)行pH值發(fā)生變化，當(dāng)pH測(cè)量控制儀監(jiān)視的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的pH范圍中的某一個(gè)值，并保持一段時(shí)間后，pH測(cè)量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達(dá)到飽和點(diǎn)，需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，在所述的步驟d中，當(dāng)本發(fā)明用于弱酸性陽離子交換樹脂從鍍鎳廢水中回收鎳及其他類似金屬的應(yīng)用時(shí)，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得的pH值低于7高于4的范圍中的某一個(gè)值，并且穩(wěn)定1-24小時(shí)后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，所述的從鍍鎳廢水中回收鎳及其他類似金屬，該類似金屬是以下金屬之一銅、鋅、鉻、金、銀、鈀。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，當(dāng)本發(fā)明用于由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成的復(fù)床離子交換制備純水過程的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在陽離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值高于2低于4的范圍中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，當(dāng)本發(fā)明用于由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成復(fù)床離子交換制備純水過程中的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在陰離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值低于7高于4中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該陰離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生；當(dāng)儀表測(cè)得的pH值高于9-10中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，表明陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，當(dāng)本發(fā)明用于陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在混床交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值超出4-9的正常工作范圍，并且穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和，混床中樹脂需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法中，其中，所述的判斷方法適用于陰離子交換樹脂吸附陰離子的過程。
本發(fā)明判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明由于在離子交換柱出水處設(shè)置pH傳感器，通過與pH傳感器連接的pH測(cè)量控制儀監(jiān)測(cè)出水pH值，當(dāng)pH值高于或低于設(shè)定的數(shù)值即可判定該離子交換柱中的離子交換樹脂達(dá)到飽和點(diǎn)，同時(shí)pH測(cè)量控制儀發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示操作者或控制設(shè)備對(duì)飽和樹脂進(jìn)行再生；由此可見，本發(fā)明的方法無需復(fù)雜的分析設(shè)備即可直觀準(zhǔn)確的判斷出離子交換樹脂吸附的飽和點(diǎn)，因此可以廣泛用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備的應(yīng)用；2.本發(fā)明由于pH傳感器設(shè)置在離子交換柱出水處且與pH測(cè)量控制儀連接，因此它可以及時(shí)地判斷出離子交換樹脂的飽和點(diǎn)，使離子交換樹脂的利用率大大提高；3.本發(fā)明由于通過在線連續(xù)檢測(cè)離子交換柱出水pH值的變化，因此能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)出樹脂飽和信號(hào)，為樹脂的再生提供依據(jù)，提高了管理效率；4.本發(fā)明所用的方法不僅可以適用于離子交換樹脂吸附金屬鎳離子Ni2+，同樣適用于離子交換樹脂吸附金屬銅、鋅、鐵、鋁、鈣、鎂、鉀離子，具有較寬的應(yīng)用場(chǎng)合。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明，一種應(yīng)用pH測(cè)量技術(shù)判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；本發(fā)明判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的步驟包括步驟a，在裝有離子交換樹脂的交換柱的出水口安裝pH傳感器；步驟b，原水流經(jīng)交換柱，要去除的離子被交換柱內(nèi)的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經(jīng)pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測(cè)量到的信號(hào)傳輸?shù)絧H測(cè)量控制儀，pH測(cè)量控制儀顯示pH數(shù)值；步驟d，pH測(cè)量控制儀顯示pH數(shù)值，隨著離子交換過程的進(jìn)行pH值發(fā)生變化，當(dāng)pH測(cè)量控制儀顯示的數(shù)值高于或低于設(shè)定的pH范圍中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定一段時(shí)間后，pH測(cè)量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達(dá)到飽和點(diǎn)，需要再生。
實(shí)施例一本實(shí)施例為本發(fā)明在離子交換法從鍍鎳廢水中回收鎳中的應(yīng)用。具體步驟是
來自鍍鎳生產(chǎn)線的含鎳廢水被送入裝有弱酸性陽離子交換樹脂的離子交換柱；離子交換柱的出口處裝有pH傳感器，連續(xù)測(cè)試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測(cè)量控制儀表連接；當(dāng)儀表測(cè)得的pH值小于4-7的范圍中的某一個(gè)值(精確數(shù)值視原水情況而定)并穩(wěn)定1-24小時(shí)后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的樹脂已經(jīng)飽和需要再生。為了防止樹脂在完全飽和之前泄漏的鎳離子流失，通常有1個(gè)或1個(gè)以上的同樣的交換柱串聯(lián)其后將泄漏的鎳離子吸附掉。
上述實(shí)施例一的判斷方法同樣適用于陽離子交換樹脂回收其他金屬離子，包括銅、鋅、鉻、金、銀、鈀等等。
實(shí)施例二本實(shí)施例為本發(fā)明在復(fù)床離子交換制備純水過程中的應(yīng)用。具體步驟是復(fù)床離子交換純水設(shè)備由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂與強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成；在本實(shí)施例中，在陽離子交換柱的出水口安裝pH傳感器，連續(xù)測(cè)試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測(cè)量控制儀表連接；當(dāng)儀表測(cè)得的pH值高于2-4的范圍中的某一個(gè)值(精確的數(shù)值視原水情況而定)，并穩(wěn)定5分鐘以上時(shí)，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和，需要再生。
實(shí)施例三本實(shí)施例為本發(fā)明在復(fù)床離子交換制備純水過程中的應(yīng)用。具體步驟是復(fù)床離子交換純水設(shè)備由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂與強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成；在本實(shí)施例中，在陰離子交換柱的出水口安裝pH傳感器，連續(xù)測(cè)試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測(cè)量控制儀連接；當(dāng)pH測(cè)量控制儀監(jiān)測(cè)pH值低于4-5并穩(wěn)定一段時(shí)間后，該pH測(cè)量控制儀指示，該陰離子交換柱中的陰離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生；當(dāng)儀表測(cè)得的pH值高于9-10并穩(wěn)定一段時(shí)間后，表明陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
實(shí)施例四本實(shí)施例為本發(fā)明在陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應(yīng)用。具體步驟是在本實(shí)施例中，pH傳感器設(shè)置在混床交換柱出水口，pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值超出4-9的正常工作范圍并且穩(wěn)定5分鐘以上，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和，混床中的樹脂需要再生。
綜上所述，本發(fā)明判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，由于在離子交換柱出水處設(shè)置pH傳感器，通過與pH傳感器連接的pH測(cè)量控制儀監(jiān)測(cè)出水pH值，當(dāng)pH值高于或低于設(shè)定的數(shù)值即可判定該離子交換柱中的離子交換樹脂達(dá)到飽和點(diǎn)，同時(shí)pH測(cè)量控制儀發(fā)出報(bào)警信號(hào)指令對(duì)飽和樹脂進(jìn)行再生；由此可見，本發(fā)明的方法無需復(fù)雜的分析設(shè)備即可直觀準(zhǔn)確的判斷出離子交換樹脂吸附的飽和點(diǎn)；同時(shí)，能及時(shí)地判斷出離子交換樹脂的飽和點(diǎn)，使離子交換樹脂的利用率大大提高；并且，可以廣泛用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備的應(yīng)用；因此極為實(shí)用。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用pH測(cè)量技術(shù)判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；其特征在于判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的步驟包括步驟a，在裝有離子交換樹脂的交換柱的出水口安裝pH傳感器；步驟b，原水流經(jīng)交換柱，要去除的離子被交換柱內(nèi)的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經(jīng)pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測(cè)量到的信號(hào)傳輸?shù)絧H測(cè)量控制儀，pH測(cè)量控制儀顯示pH數(shù)值；步驟d，pH測(cè)量控制儀監(jiān)視pH數(shù)值，隨著離子交換過程的進(jìn)行pH值發(fā)生變化，當(dāng)pH測(cè)量控制儀監(jiān)視的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的pH范圍中的某一個(gè)值，并保持一段時(shí)間后，pH測(cè)量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達(dá)到飽和點(diǎn)，需要再生。
2.如權(quán)利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于在所述的步驟d中，當(dāng)本發(fā)明用于弱酸性陽離子交換樹脂從鍍鎳廢水中回收鎳及其他類似金屬的應(yīng)用時(shí)，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得的pH值低于7高于4的范圍中的某一個(gè)值，并且穩(wěn)定1-24小時(shí)后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
3.如權(quán)利要求1或2所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于所述的從鍍鎳廢水中回收鎳及其他類似金屬，該類似金屬是以下金屬之一銅、鋅、鉻、金、銀、鈀。
4.如權(quán)利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于當(dāng)本發(fā)明用于由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成的復(fù)床離子交換制備純水過程的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在陽離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值高于2低于4的范圍中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
5.如權(quán)利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于當(dāng)本發(fā)明用于由強(qiáng)酸陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿陰離子交換樹脂串聯(lián)組成復(fù)床離子交換制備純水過程中的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在陰離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值低于7高于4中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該陰離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生；當(dāng)儀表測(cè)得的pH值高于9-10中的某一個(gè)值，并穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，表明陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和需要再生。
6.如權(quán)利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于當(dāng)本發(fā)明用于陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應(yīng)用時(shí)，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設(shè)置在混床交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測(cè)量控制儀測(cè)得pH值超出4-9的正常工作范圍，并且穩(wěn)定5分鐘后，該pH測(cè)量控制儀指示，該交換柱內(nèi)的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經(jīng)飽和，混床中樹脂需要再生。
7.如權(quán)利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特征在于所述的判斷方法適用于陰離子交換樹脂吸附陰離子的過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用pH測(cè)量技術(shù)判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的方法，其特點(diǎn)是該判斷離子交換樹脂飽和點(diǎn)的步驟包括在裝有離子交換樹脂的交換柱的出水口安裝pH傳感器；原水流經(jīng)交換柱，要去除的離子被交換柱內(nèi)的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經(jīng)pH傳感器；pH傳感器將測(cè)量到的信號(hào)傳輸?shù)絧H測(cè)量控制儀，pH測(cè)量控制儀監(jiān)視pH數(shù)值，隨著離子交換過程的進(jìn)行pH值發(fā)生變化，當(dāng)pH測(cè)量控制儀監(jiān)視數(shù)值達(dá)到設(shè)定的pH范圍中的某一個(gè)值并保持一段時(shí)間后，pH測(cè)量控制儀指示該離子交換樹脂的吸附能力耗盡達(dá)到飽和點(diǎn)需要再生。本發(fā)明無需復(fù)雜分析設(shè)備即可準(zhǔn)確判斷離子交換樹脂吸附的飽和點(diǎn)；并可廣泛用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；因此極為實(shí)用。
文檔編號(hào)G01N35/00GK1773279SQ200510030900
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者王維平, 付丹 申請(qǐng)人:上海輕工業(yè)研究所有限公司