專利名稱：判斷離子交換樹脂飽和點的方法
技術領域：
本發明涉及一種離子交換水處理技術，尤其涉及一種判斷離子交換樹脂飽和點的方法。
背景技術：
離子交換是一種常用的水處理技術，采用該技術可以吸附去除水中的雜質，如純水制備；也可以富集濃縮水中的有用物質，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，當樹脂吸附的離子總量等于工作交換容量時樹脂達到飽和點，失去繼續吸附的能力。因此及時、準確地判斷飽和點對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的常用方法主要有a.從離子交換設備的進、出水口取樣分析被交換離子的濃度，濃度相同時表明樹脂飽和；b.在吸附有顏色的離子時目測樹脂顏色的變化，當樹脂進、出水端的顏色基本一致時，表明樹脂飽和；c.在純水制備過程中使用電導率(或電阻率)儀表測試離子交換設備出水電導率(或電阻率)來判斷樹脂飽和點。
方法a的優點是，對樹脂飽和點的判斷較精確，其缺點是，需要配備昂貴的分析儀器，而且分析過程需要花費較長的時間和分析成本；方法b的優點是，對樹脂飽和點的判斷較簡便、直觀、成本低，其缺點是依靠感觀和經驗判斷準確性較差，而且對于無色離子的交換不適用，當交換柱為不透明材料制作時也不適用此方法；方法c的優點是，綜合判斷復床純水制備設備的樹脂失效點，儀器比較簡單，其缺點是電導率(或電阻率)不能反映陽樹脂和陰樹脂哪一個先飽和；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到平衡，經常是一種樹脂先飽和，此時電導率(或電阻率)不能及時反映出水pH值的變化，造成pH值不合格的水進入用水工序，影響產品質量。
發明內容
本發明的目的在于提供一種判斷離子交換樹脂飽和點的方法，它能廣泛適用于各種采用離子交換水處理技術中的離子交換樹脂飽和點的判斷，并且能準確、實時、簡便地判斷離子交換樹脂的飽和點，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備的管理效率，為樹脂的及時再生提供判斷依據。
本發明的目的是這樣實現的一種應用pH測量技術判斷離子交換樹脂飽和點的方法，用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；其特點是判斷離子交換樹脂飽和點的步驟包括步驟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，原水流經交換柱，要去除的離子被交換柱內的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測量到的信號傳輸到pH測量控制儀，pH測量控制儀顯示pH數值；步驟d，pH測量控制儀監視pH數值，隨著離子交換過程的進行pH值發生變化，當pH測量控制儀監視的數值達到設定的pH范圍中的某一個值，并保持一段時間后，pH測量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達到飽和點，需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法中，其中，在所述的步驟d中，當本發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用時，所述的pH測量控制儀測得的pH值低于7高于4的范圍中的某一個值，并且穩定1-24小時后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的樹脂已經飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法中，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的方法中，其中，當本發明用于由強酸陽離子交換樹脂和強堿陰離子交換樹脂串聯組成的復床離子交換制備純水過程的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在陽離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值高于2低于4的范圍中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陽離子交換樹脂已經飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法中，其中，當本發明用于由強酸陽離子交換樹脂和強堿陰離子交換樹脂串聯組成復床離子交換制備純水過程中的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在陰離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值低于7高于4中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該陰離子交換樹脂已經飽和需要再生；當儀表測得的pH值高于9-10中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，表明陽離子交換樹脂已經飽和需要再生。
在上述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法中，其中，當本發明用于陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在混床交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值超出4-9的正常工作范圍，并且穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經飽和，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。
本發明判斷離子交換樹脂飽和點的方法由于采用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果1.本發明由于在離子交換柱出水處設置pH傳感器，通過與pH傳感器連接的pH測量控制儀監測出水pH值，當pH值高于或低于設定的數值即可判定該離子交換柱中的離子交換樹脂達到飽和點，同時pH測量控制儀發出報警信號，提示操作者或控制設備對飽和樹脂進行再生；由此可見，本發明的方法無需復雜的分析設備即可直觀準確的判斷出離子交換樹脂吸附的飽和點，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用；2.本發明由于pH傳感器設置在離子交換柱出水處且與pH測量控制儀連接，因此它可以及時地判斷出離子交換樹脂的飽和點，使離子交換樹脂的利用率大大提高；3.本發明由于通過在線連續檢測離子交換柱出水pH值的變化，因此能夠準確、及時地發出樹脂飽和信號，為樹脂的再生提供依據，提高了管理效率；4.本發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，具有較寬的應用場合。
具體實施例方式
本發明，一種應用pH測量技術判斷離子交換樹脂飽和點的方法，用于采用離子交換法處理廢水、回收金屬和純水制備；本發明判斷離子交換樹脂飽和點的步驟包括步驟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，原水流經交換柱，要去除的離子被交換柱內的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測量到的信號傳輸到pH測量控制儀，pH測量控制儀顯示pH數值；步驟d，pH測量控制儀顯示pH數值，隨著離子交換過程的進行pH值發生變化，當pH測量控制儀顯示的數值高于或低于設定的pH范圍中的某一個值，并穩定一段時間后，pH測量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達到飽和點，需要再生。
實施例一本實施例為本發明在離子交換法從鍍鎳廢水中回收鎳中的應用。具體步驟是
來自鍍鎳生產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，連續測試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測量控制儀表連接；當儀表測得的pH值小于4-7的范圍中的某一個值(精確數值視原水情況而定)并穩定1-24小時后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的樹脂已經飽和需要再生。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個或1個以上的同樣的交換柱串聯其后將泄漏的鎳離子吸附掉。
上述實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。
實施例二本實施例為本發明在復床離子交換制備純水過程中的應用。具體步驟是復床離子交換純水設備由強酸陽離子交換樹脂與強堿陰離子交換樹脂串聯組成；在本實施例中，在陽離子交換柱的出水口安裝pH傳感器，連續測試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測量控制儀表連接；當儀表測得的pH值高于2-4的范圍中的某一個值(精確的數值視原水情況而定)，并穩定5分鐘以上時，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陽離子交換樹脂已經飽和，需要再生。
實施例三本實施例為本發明在復床離子交換制備純水過程中的應用。具體步驟是復床離子交換純水設備由強酸陽離子交換樹脂與強堿陰離子交換樹脂串聯組成；在本實施例中，在陰離子交換柱的出水口安裝pH傳感器，連續測試出水的pH值變化；pH傳感器與pH測量控制儀連接；當pH測量控制儀監測pH值低于4-5并穩定一段時間后，該pH測量控制儀指示，該陰離子交換柱中的陰離子交換樹脂已經飽和需要再生；當儀表測得的pH值高于9-10并穩定一段時間后，表明陽離子交換樹脂已經飽和需要再生。
實施例四本實施例為本發明在陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應用。具體步驟是在本實施例中，pH傳感器設置在混床交換柱出水口，pH測量控制儀測得pH值超出4-9的正常工作范圍并且穩定5分鐘以上，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經飽和，混床中的樹脂需要再生。
綜上所述，本發明判斷離子交換樹脂飽和點的方法，由于在離子交換柱出水處設置pH傳感器，通過與pH傳感器連接的pH測量控制儀監測出水pH值，當pH值高于或低于設定的數值即可判定該離子交換柱中的離子交換樹脂達到飽和點，同時pH測量控制儀發出報警信號指令對飽和樹脂進行再生；由此可見，本發明的方法無需復雜的分析設備即可直觀準確的判斷出離子交換樹脂吸附的飽和點；同時，能及時地判斷出離子交換樹脂的飽和點，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用；因此極為實用。
權利要求
1.一種應用pH測量技術判斷離子交換樹脂飽和點的方法，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，原水流經交換柱，要去除的離子被交換柱內的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經pH傳感器；步驟c，pH傳感器將測量到的信號傳輸到pH測量控制儀，pH測量控制儀顯示pH數值；步驟d，pH測量控制儀監視pH數值，隨著離子交換過程的進行pH值發生變化，當pH測量控制儀監視的數值達到設定的pH范圍中的某一個值，并保持一段時間后，pH測量控制儀指示，該離子交換樹脂的吸附能力耗盡，達到飽和點，需要再生。
2.如權利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，其特征在于在所述的步驟d中，當本發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用時，所述的pH測量控制儀測得的pH值低于7高于4的范圍中的某一個值，并且穩定1-24小時后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的樹脂已經飽和需要再生。
3.如權利要求1或2所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，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.如權利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，其特征在于當本發明用于由強酸陽離子交換樹脂和強堿陰離子交換樹脂串聯組成的復床離子交換制備純水過程的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在陽離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值高于2低于4的范圍中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陽離子交換樹脂已經飽和需要再生。
5.如權利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，其特征在于當本發明用于由強酸陽離子交換樹脂和強堿陰離子交換樹脂串聯組成復床離子交換制備純水過程中的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在陰離子交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值低于7高于4中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該陰離子交換樹脂已經飽和需要再生；當儀表測得的pH值高于9-10中的某一個值，并穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，表明陽離子交換樹脂已經飽和需要再生。
6.如權利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，其特征在于當本發明用于陰、陽離子交換樹脂混合的混床純水制備過程的應用時，在所述的步驟a中，所述的pH傳感器設置在混床交換柱的出水口；在所述的步驟d中，所述的pH測量控制儀測得pH值超出4-9的正常工作范圍，并且穩定5分鐘后，該pH測量控制儀指示，該交換柱內的陰離子交換樹脂或陽離子交換樹脂已經飽和，混床中樹脂需要再生。
7.如權利要求1所述的判斷離子交換樹脂飽和點的方法，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
本發明涉及一種應用pH測量技術判斷離子交換樹脂飽和點的方法，其特點是該判斷離子交換樹脂飽和點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；原水流經交換柱，要去除的離子被交換柱內的離子交換樹脂吸附，然后全部或部分流經pH傳感器；pH傳感器將測量到的信號傳輸到pH測量控制儀，pH測量控制儀監視pH數值，隨著離子交換過程的進行pH值發生變化，當pH測量控制儀監視數值達到設定的pH范圍中的某一個值并保持一段時間后，pH測量控制儀指示該離子交換樹脂的吸附能力耗盡達到飽和點需要再生。本發明無需復雜分析設備即可準確判斷離子交換樹脂吸附的飽和點；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；因此極為實用。
文檔編號G01N35/00GK1773279SQ200510030900
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月31日 優先權日2005年10月31日
發明者王維平, 付丹 申請人:上海輕工業研究所有限公司