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第1章 离子交换树脂的性能及使用寿命1

1.1 离子交换树脂分类及命名1

1.1.1 离子交换树脂分类1

1.1.2 离子交换树脂命名法则及型号2

1.2 离子交换树脂结构概述4

1.2.1 化学结构4

1.2.2 物理结构5

1.3 离子交换树脂的物理性能5

1.3.1 离子交换树脂外观5

1.3.2 离子交换树脂的水溶性浸出物6

1.3.3 离子交换树脂的含水量7

1.3.4 离子交换树脂的密度8

1.3.5 离子交换树脂的粒度和粒度分布10

1.3.6 离子交换树脂的机械性能11

1.3.7 离子交换树脂的不可逆膨胀和转型膨胀17

1.3.8 离子交换树脂的耐热性与抗氧化性20

1.3.9 离子交换树脂孔结构22

1.4 离子交换树脂的化学性能26

1.4.1 离子交换树脂的交换容量26

1.4.2 阳离子交换树脂交换容量27

1.4.3 阴离子交换树脂交换容量29

1.4.4 离子交换树脂的酸碱性33

1.4.5 离子交换平衡和选择性36

1.4.6 离子交换树脂的交换特性38

1.4.7 离子交换速度41

1.5 离子交换树脂的工艺性能43

1.5.1 工作交换容量43

1.5.2 再生剂耗与比耗45

1.5.3 自用水率47

1.6 离子交换树脂的使用方法48

1.6.1 运输和存放48

1.6.2 使用中可能出现的问题50

1.6.3 停运52

1.6.4 定期检查52

1.6.5 离子交换树脂的补充54

1.6.6 离子交换树脂的分离54

1.6.7 离子交换树脂的鉴别55

1.7 常用离子交换树脂的理化性能指标55

1.8 离子交换设备运行中出现的问题及判断方法63

1.8.1 出水水质恶化64

1.8.2 设备出力降低64

1.8.3 运行经济指标降低65

1.9 常见的水处理用离子交换树脂的劣化现象65

1.9.1 离子交换树脂的破损65

1.9.2 离子交换树脂的铁污染66

1.9.3 离子交换树脂的氧化和降解67

1.9.4 凝胶型强碱性阴离子交换树脂的有机物污染69

1.10 离子交换树脂的基本理化性能劣化与工艺性能变化的关系69

1.10.1 001×7强酸性阳离子交换树脂理化性能劣化与工作交换容量的关系69

1.10.2 201×7强碱性阴离子交换树脂理化性能劣化与工作交换容量的关系74

1.11 离子交换树脂使用寿命的判断78

1.11.1 离子交换树脂使用的安全寿命指标78

1.11.2 离子交换树脂使用的经济寿命指标79

1.12 离子交换树脂的报废与更换规则81

1.12.1 离子交换器内树脂的取样方法81

1.12.2 离子交换树脂样品的分析82

1.12.3 001×7强酸性阳离子交换树脂的更换与报废82

1.12.4 201×7强碱性阴离子交换树脂的更换与报废83

参考文献84

第2章 离子交换树脂的污染、复苏、报废与再利用85

2.1 离子交换树脂的特性与应用85

2.1.1 离子交换树脂的特性85

2.1.2 离子交换树脂的应用、组合及其污染源86

2.2 强酸性阳离子交换树脂的污染87

2.2.1 悬浮物污染87

2.2.2 高价阳离子污染87

2.2.3 热的污染89

2.2.4 有机物污染89

2.2.5 氧化剂污染90

2.2.6 CaSO4污染91

2.3 强碱性阴离子交换树脂的污染92

2.3.1 悬浮物污染92

2.3.2 高价阳离子污染92

2.3.3 强碱性阴离子交换树脂的钠离子的污染94

2.3.4 热的污染101

2.3.5 有机物污染101

2.3.6 微生物污染121

2.3.7 硅化合物的污染128

2.3.8 氧化剂的污染131

2.4 脱盐系统混床用离子交换树脂的污染132

2.4.1 脱盐系统混床用离子交换树脂的污染源132

2.4.2 脱盐系统混床用离子交换树脂被有机物污染后的危害132

2.4.3 脱盐系统混床用离子交换树脂被有机物污染的机理135

2.4.4 混床用强碱性阴离子交换树脂被有机物污染后的复苏138

2.4.5 混床用强碱性阴离子交换树脂被有机物污染的预防138

2.5 凝结水处理用离子交换树脂的污染138

2.5.1 铁氧化物和悬浮物的污染138

2.5.2 热的污染140

2.5.3 离子交换树脂溶出物的污染145

2.5.4 炉内添加的化学药品的污染147

2.6 离子交换树脂污染的测定148

2.6.1 离子交换树脂铁污染的测定148

2.6.2 离子交换树脂有机物污染的测定148

2.6.3 阴离子交换树脂有机物污染的简易测定149

2.7 离子交换树脂污染后的报废标准150

2.7.1 阳离子交换树脂污染后的报废标准150

2.7.2 阴离子交换树脂污染后的报废标准151

2.8 离子交换树脂报废后的再利用152

2.8.1 阳离子交换树脂报废后的再利用152

2.8.2 阴离子交换树脂报废后的再利用153

参考文献153

第3章 离子交换膜及其应用155

3.1 概述155

3.2 离子交换膜的定义156

3.3 离子交换膜的化学结构160

3.4 离子交换膜的分类160

3.4.1 异相离子交换膜161

3.4.2 半均相离子交换膜161

3.4.3 均相离子交换膜161

3.4.4 阳离子交换膜161

3.4.5 阴离子交换膜161

3.4.6 特种功能离子交换膜161

3.5 离子交换膜的制造方法162

3.5.1 异相阴、阳膜的制造162

3.5.2 均相离子交换膜的制造方法163

3.5.3 半均相阴、阳膜的制造169

3.5.4 全氟磺酸膜、全氟羧酸膜及其复合膜的制法简介171

3.5.5 双极膜的制造173

3.5.6 一价离子选择透过性膜的制造174

3.6 离子交换膜的性能175

3.6.1 概述175

3.6.2 离子交换膜的性能测定176

3.7 离子交换膜的应用184

3.7.1 电渗析184

3.7.2 填充床电渗析处理放射性废水和制备高纯水及超纯水206

3.7.3 离子交换膜的扩散渗析207

3.7.4 隔膜电解209

3.8 展望217

参考文献219

第4章 电去离子净水技术221

4.1 电去离子过程的反应叠加的实用模型221

4.1.1 反应叠加的实用模型221

4.1.2 模型应用讨论223

4.2 制备纯水用电去离子装置226

4.2.1 薄室EDI装置226

4.2.2 厚室EDI装置226

4.2.3 新型结构的EDI装置227

4.3 离子交换树脂的绿色电再生工艺229

4.3.1 EDI净水设备中离子交换树脂的电再生230

4.3.2 混床离子交换树脂电再生230

4.3.3 复床离子交换树脂电再生232

4.3.4 离子交换树脂电再生法与化学再生法的对比评价232

4.4 混床离子交换树脂电再生过程解析234

4.4.1 电再生方式234

4.4.2 电再生曲线236

4.4.3 电再生机理238

4.4.4 电再生应用238

4.5 电去离子软水技术239

4.5.1 工作原理240

4.5.2 技术特点242

4.5.3 工业试验研究243

4.5.4 应用领域246

4.6 印刷电路板行业废水回用处理工艺248

4.6.1 废水回用处理系统248

4.6.2 特点250

4.6.3 处理工艺250

4.7 回收重金属废水用电去离子技术252

4.7.1 回收含铜废水253

4.7.2 回收含镍废水253

4.7.3 回收重金属废水254

4.8 治理硝酸铵废水的深度处理技术257

4.8.1 概述257

4.8.2 工业试验研究258

4.8.3 工程实例261

参考文献264

第5章 离子交换纤维及其应用267

5.1 离子交换纤维的历史与发展现状267

5.2 离子交换纤维的制备268

5.2.1 离子交换纤维的合成269

5.2.2 制备离子交换纤维的主要材料271

5.2.3 离子交换纤维的生产设备274

5.3 离子交换纤维物理化学性能与表征275

5.3.1 IEF材料的化学结构表征275

5.3.2 离子交换纤维的物理性能与表征275

5.4 离子交换纤维的应用279

5.4.1 废气处理和空气净化279

5.4.2 废水处理和高纯水制备281

5.4.3 稀土元素分离283

5.4.4 金属离子的富集回收283

5.4.5 催化剂284

5.4.6 在生化工程中的应用284

5.4.7 在医用纺织品中的应用285

5.4.8 其他应用285

参考文献286

第6章 γ射线辐照接枝制备离子交换纤维材料及其应用291

6.1 PTFE纤维辐照接枝制备弱酸性IEF及其应用292

6.1.1 概述292

6.1.2 PTFE纤维接枝丙烯酸的合成与表征293

6.1.3 接枝丙烯酸PTFE纤维在离子交换方面的应用295

6.1.4 接枝丙烯酸PTFE纤维在现代分析方法中的应用303

6.1.5 PTFE纤维接枝顺丁烯二酸的合成与表征307

6.1.6 接枝顺丁烯二酸PTFE纤维在现代分析中的应用308

6.1.7 小结309

6.2 PTFE纤维辐照接枝制备强酸性IEF及其应用310

6.2.1 PTFE纤维接枝苯乙烯的合成与表征310

6.2.2 接枝苯乙烯PTFE纤维的磺化与表征316

6.2.3 强酸性IEF对酯化反应的催化322

6.2.4 小结331

6.3 PTFE纤维辐照接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯及其应用331

6.3.1 PTFE-GMA-PEI纤维的制备331

6.3.2 PTFE-GMA及PTFE-GMA-PEI纤维的表征334

6.3.3 PTFE-GMA-PEI纤维对胆红素的吸附性能337

6.3.4 PTFE-GMA-PEI纤维对重金属离子的吸附性能342

6.3.5 PTFE-GMA-PEI纤维用于测定中成药中痕量Pb、Cd347

6.3.6 PTFE-GMA-PEI纤维用于测定痕量Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）352

6.3.7 小结356

6.4 聚丙烯纤维接枝制备伯胺基IEF及其应用356

6.4.1 聚丙烯纤维接枝丙烯酰胺的合成与表征357

6.4.2 PP-VAm纤维对硫酸链霉素的吸附363

6.5 聚丙烯纤维接枝制备强碱性IEF及其应用366

6.5.1 强碱性IEF PP-Vam-ETA的制备与表征367

6.5.2 强碱性IEF PP-Vam-DAC的制备与表征371

6.5.3 强碱性IEF对硝酸盐氮的吸附374

参考文献377

第7章 活性炭纤维及其应用380

7.1 ACF的发展历史380

7.2 ACF的分类和制备工艺381

7.2.1 ACF的分类381

7.2.2 ACF的制备工艺383

7.3 ACF的结构389

7.3.1 晶体结构389

7.3.2 表面化学性质390

7.3.3 孔隙结构393

7.4 ACF的性能394

7.4.1 ACF的吸附特性394

7.4.2 ACF的氧化还原特性396

7.4.3 ACF的其他特性398

7.5 ACF的应用398

7.5.1 ACF在气相吸附分离方面的应用398

7.5.2 ACF在液相吸附分离方面的应用401

7.5.3 ACF在能源方面的应用403

7.5.4 ACF在催化方面的应用406

7.5.5 ACF在其他方面的应用406

7.6 活性炭及ACF的表面改性进展406

7.6.1 酸性改性408

7.6.2 碱性活性炭412

7.6.3 负载催化剂改性413

7.6.4 负载催化剂的方法413

7.6.5 几种常见活性炭负载催化剂的应用414

参考文献415

第8章 活性炭和大孔吸附树脂对水中有机物的吸附技术428

8.1 活性炭吸附处理中的一般问题428

8.1.1 活性炭概况428

8.1.2 活性炭结构429

8.1.3 活性炭型号命名431

8.1.4 活性炭理化性能指标432

8.1.5 粒状活性炭过滤吸附433

8.1.6 吸附水中有机物的粉状活性炭处理435

8.1.7 生物活性炭436

8.1.8 活性炭纤维437

8.2 大孔吸附树脂及其吸附性能439

8.2.1 苯乙烯系大孔吸附树脂（DX-906）吸附性能439

8.2.2 丙烯酸系大孔吸附树脂（SD500）吸附性能442

8.3 工业给水处理中的活性炭种类选择问题447

8.3.1 活性炭国标存在问题及新的筛选方法提出447

8.3.2 新的标准制定（DL/T 582—2004）452

8.3.3 其他筛选水处理用活性炭方法及评述454

8.3.4 选用活性炭的焦糖脱色率方法458

参考文献465

第9章 凝结水精处理离子交换技术467

9.1 凝结水精处理概述467

9.1.1 基本概念467

9.1.2 目的和意义468

9.1.3 发展历程和现状470

9.2 凝结水精处理工艺471

9.2.1 进、出水水质标准471

9.2.2 系统474

9.2.3 工艺475

9.3 凝结水精处理的前置处理476

9.3.1 概述476

9.3.2 粉末树脂过滤器477

9.3.3 管式过滤器481

9.3.4 前置氢离子交换器483

9.4 凝结水精处理脱盐工艺486

9.4.1 混床486

9.4.2 单床串联系统497

9.4.3 树脂体外分离和再生500

9.5 空冷凝结水精处理技术503

9.5.1 发展现状503

9.5.2 特点507

9.5.3 系统的优化配置508

参考文献509

第10章 工业废水治理领域中的应用511

10.1 我国水环境污染现状511

10.2 重金属废水的来源、污染现状、危害和治理513

10.2.1 来源513

10.2.2 污染现状513

10.2.3 危害514

10.2.4 治理实例515

10.3 树脂吸附法处理染料、农药及其中间体等生产废水与资源化522

10.3.1 概述522

10.3.2 树脂吸附法资源化治理实例527

10.3.3 树脂吸附资源化处理535

10.4 树脂吸附处理医药及其中间体生产废水与资源化542

10.4.1 树脂吸附资源化治理实例542

10.4.2 树脂吸附资源化处理研究546

10.5 大孔吸附树脂在环境保护领域的其他应用550

10.5.1 煤气和炼焦废水的治理550

10.5.2 大孔吸附树脂对低浓度高水溶性有机物的吸附性能551

10.5.3 吸附树脂对黄原酸盐法人造丝车间空气中CS2的模拟吸附554

参考文献555

第11章 复合吸附材料及其在污水处理中的应用558

11.1 概述558

11.1.1 分类及发展558

11.1.2 制备与合成设计565

11.1.3 结构表征与性能测试567

11.1.4 应用性能的影响因素569

11.2 合成高分子复合吸附材料及其应用571

11.2.1 有机／有机复合吸附剂571

11.2.2 分子（离子）印迹聚合物吸附材料572

11.2.3 有机／有机复合吸附剂去除废水中氰化物573

11.3 合成高分子／无机复合吸附材料及其应用574

11.3.1 合成高分子／无机复合吸附剂的合成设计574

11.3.2 合成高分子／无机复合吸附材料的结构与性能577

11.3.3 合成高分子／无机复合吸附剂对水体中污染物的去除588

11.4 天然高分子／无机复合材料及其应用595

11.4.1 天然高分子简介595

11.4.2 天然高分子／无机复合型吸附材料制备方法599

11.4.3 复合型天然高分子吸附材料的应用612

11.5 无机基杂化吸附材料及其应用618

11.5.1 纳米无机杂化吸附剂的合成618

11.5.2 纳米微球形无机杂化吸附剂的结构与性能623

11.5.3 纳米无机吸附材料对水中重金属离子与有机物的去除626

参考文献629

第12章 离子交换技术在湿法冶金中的应用645

12.1 树脂矿浆法从氰化浸出矿浆中提金645

12.1.1 吸附金的树脂种类和性质646

12.1.2 树脂吸附金的工艺流程646

12.1.3 载金树脂的解吸与再生648

12.2 稀土元素的离子交换分离方法651

12.2.1 稀土元素的离子交换色层分离方法651

12.2.2 离子交换色层技术在分离提纯稀土元素方面的进展659

12.3 离子交换在难熔金属提取中的应用660

12.3.1 离子交换工艺在钨冶金中的应用660

12.3.2 离子交换工艺在钼冶金中的应用670

12.4 离子交换技术在有色冶金中的应用679

12.4.1 离子交换技术在镍电解液净化钴渣中回收钴工艺方面的应用679

12.4.2 密实移动床-流化床连续离子交换技术从镍电解液中深度除杂质铅与锌681

12.5 稀散金属镓的离子交换提取方法685

12.5.1 生产工艺685

12.5.2 生产设备687

参考文献687

第13章 核工业用离子交换技术688

13.1 概述688

13.1.1 核电厂用离子交换技术688

13.1.2 铀矿提炼用离子交换技术697

13.1.3 放射性废离子交换树脂的处理697

13.2 核电厂一回路中离子交换处理技术698

13.2.1 一回路系统中离子交换技术的特征698

13.2.2 核电厂化学容积控制系统的流程及设备703

13.2.3 核电厂化学与容积控制系统的主要功能707

13.2.4 一回路冷却剂系统的水质控制709

13.2.5 一回路冷却剂系统的容积控制710

13.3 核电厂二回路中离子交换处理技术710

13.3.1 蒸汽发生器排污水系统概述711

13.3.2 蒸汽发生器排污水净化系统711

13.3.3 蒸汽发生器排污水净化系统的运行712

13.4 离子交换技术在放射性废水处理中的应用718

13.4.1 离子交换处理719

13.4.2 电脱盐工艺720

13.5 离子交换技术在铀矿提炼中的应用721

13.5.1 概述721

13.5.2 铀矿浸出液的离子交换提取法724

13.5.3 铀矿浸出液的溶剂萃取法729

13.5.4 铀矿浸出液提取法的发展趋势730

参考文献731

第14章 新型分离介质的制备及应用733

14.1 有机聚合物分离介质的制备及应用733

14.1.1 无机和有机聚合物分离介质的比较734

14.1.2 单分散有机聚合物分离介质的制备735

14.1.3 有机聚合物色谱填料的应用739

14.2 有机聚合物分离介质的其他研究进展740

14.2.1 灌注层析介质740

14.2.2 有机聚合物整体柱743

14.3 纤维素类分离介质制备及应用748

14.3.1 纤维素类分离介质的历史与发展现状748

14.3.2 纤维素类分离介质的制备750

14.3.3 纤维素类分离介质的性能与表征753

14.3.4 纤维素类分离介质的应用755

参考文献758

附录 我国现行离子交换树脂国家标准和行业标准名录767