专利名称：判断离子交换树脂饱和点的方法
技术领域：
本发明涉及一种离子交换水处理技术，尤其涉及一种判断离子交换树脂饱和点的方法。
背景技术：
离子交换是一种常用的水处理技术，采用该技术可以吸附去除水中的杂质，如纯水制备；也可以富集浓缩水中的有用物质，如从废水中回收金属。离子交换树脂有一定的工作交换容量，当树脂吸附的离子总量等于工作交换容量时树脂达到饱和点，失去继续吸附的能力。因此及时、准确地判断饱和点对于离子交换树脂的有效工作和树脂的利用率十分重要。
目前判断树脂饱和点的常用方法主要有a.从离子交换设备的进、出水口取样分析被交换离子的浓度，浓度相同时表明树脂饱和；b.在吸附有颜色的离子时目测树脂颜色的变化，当树脂进、出水端的颜色基本一致时，表明树脂饱和；c.在纯水制备过程中使用电导率(或电阻率)仪表测试离子交换设备出水电导率(或电阻率)来判断树脂饱和点。
方法a的优点是，对树脂饱和点的判断较精确，其缺点是，需要配备昂贵的分析仪器，而且分析过程需要花费较长的时间和分析成本；方法b的优点是，对树脂饱和点的判断较简便、直观、成本低，其缺点是依靠感观和经验判断准确性较差，而且对于无色离子的交换不适用，当交换柱为不透明材料制作时也不适用此方法；方法c的优点是，综合判断复床纯水制备设备的树脂失效点，仪器比较简单，其缺点是电导率(或电阻率)不能反映阳树脂和阴树脂哪一个先饱和；然而在离子交换制备纯水过程中阴阳树脂的配比难以完全达到平衡，经常是一种树脂先饱和，此时电导率(或电阻率)不能及时反映出水pH值的变化，造成pH值不合格的水进入用水工序，影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种判断离子交换树脂饱和点的方法，它能广泛适用于各种采用离子交换水处理技术中的离子交换树脂饱和点的判断，并且能准确、实时、简便地判断离子交换树脂的饱和点，以保证离子交换过程的有效性以及提高树脂的有效利用率和设备的管理效率，为树脂的及时再生提供判断依据。
本发明的目的是这样实现的一种应用pH测量技术判断离子交换树脂饱和点的方法，用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备；其特点是判断离子交换树脂饱和点的步骤包括步骤a，在装有离子交换树脂的交换柱的出水口安装pH传感器；步骤b，原水流经交换柱，要去除的离子被交换柱内的离子交换树脂吸附，然后全部或部分流经pH传感器；步骤c，pH传感器将测量到的信号传输到pH测量控制仪，pH测量控制仪显示pH数值；步骤d，pH测量控制仪监视pH数值，随着离子交换过程的进行pH值发生变化，当pH测量控制仪监视的数值达到设定的pH范围中的某一个值，并保持一段时间后，pH测量控制仪指示，该离子交换树脂的吸附能力耗尽，达到饱和点，需要再生。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，在所述的步骤d中，当本发明用于弱酸性阳离子交换树脂从镀镍废水中回收镍及其他类似金属的应用时，所述的pH测量控制仪测得的pH值低于7高于4的范围中的某一个值，并且稳定1-24小时后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的树脂已经饱和需要再生。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，所述的从镀镍废水中回收镍及其他类似金属，该类似金属是以下金属之一铜、锌、铬、金、银、钯。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，当本发明用于由强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂串联组成的复床离子交换制备纯水过程的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在阳离子交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值高于2低于4的范围中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阳离子交换树脂已经饱和需要再生。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，当本发明用于由强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂串联组成复床离子交换制备纯水过程中的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在阴离子交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值低于7高于4中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该阴离子交换树脂已经饱和需要再生；当仪表测得的pH值高于9-10中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，表明阳离子交换树脂已经饱和需要再生。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，当本发明用于阴、阳离子交换树脂混合的混床纯水制备过程的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在混床交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值超出4-9的正常工作范围，并且稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阴离子交换树脂或阳离子交换树脂已经饱和，混床中树脂需要再生。
在上述的判断离子交换树脂饱和点的方法中，其中，所述的判断方法适用于阴离子交换树脂吸附阴离子的过程。
本发明判断离子交换树脂饱和点的方法由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果1.本发明由于在离子交换柱出水处设置pH传感器，通过与pH传感器连接的pH测量控制仪监测出水pH值，当pH值高于或低于设定的数值即可判定该离子交换柱中的离子交换树脂达到饱和点，同时pH测量控制仪发出报警信号，提示操作者或控制设备对饱和树脂进行再生；由此可见，本发明的方法无需复杂的分析设备即可直观准确的判断出离子交换树脂吸附的饱和点，因此可以广泛用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备的应用；2.本发明由于pH传感器设置在离子交换柱出水处且与pH测量控制仪连接，因此它可以及时地判断出离子交换树脂的饱和点，使离子交换树脂的利用率大大提高；3.本发明由于通过在线连续检测离子交换柱出水pH值的变化，因此能够准确、及时地发出树脂饱和信号，为树脂的再生提供依据，提高了管理效率；4.本发明所用的方法不仅可以适用于离子交换树脂吸附金属镍离子Ni2+，同样适用于离子交换树脂吸附金属铜、锌、铁、铝、钙、镁、钾离子，具有较宽的应用场合。
具体实施例方式
本发明，一种应用pH测量技术判断离子交换树脂饱和点的方法，用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备；本发明判断离子交换树脂饱和点的步骤包括步骤a，在装有离子交换树脂的交换柱的出水口安装pH传感器；步骤b，原水流经交换柱，要去除的离子被交换柱内的离子交换树脂吸附，然后全部或部分流经pH传感器；步骤c，pH传感器将测量到的信号传输到pH测量控制仪，pH测量控制仪显示pH数值；步骤d，pH测量控制仪显示pH数值，随着离子交换过程的进行pH值发生变化，当pH测量控制仪显示的数值高于或低于设定的pH范围中的某一个值，并稳定一段时间后，pH测量控制仪指示，该离子交换树脂的吸附能力耗尽，达到饱和点，需要再生。
实施例一本实施例为本发明在离子交换法从镀镍废水中回收镍中的应用。具体步骤是
来自镀镍生产线的含镍废水被送入装有弱酸性阳离子交换树脂的离子交换柱；离子交换柱的出口处装有pH传感器，连续测试出水的pH值变化；pH传感器与pH测量控制仪表连接；当仪表测得的pH值小于4-7的范围中的某一个值(精确数值视原水情况而定)并稳定1-24小时后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的树脂已经饱和需要再生。为了防止树脂在完全饱和之前泄漏的镍离子流失，通常有1个或1个以上的同样的交换柱串联其后将泄漏的镍离子吸附掉。
上述实施例一的判断方法同样适用于阳离子交换树脂回收其他金属离子，包括铜、锌、铬、金、银、钯等等。
实施例二本实施例为本发明在复床离子交换制备纯水过程中的应用。具体步骤是复床离子交换纯水设备由强酸阳离子交换树脂与强碱阴离子交换树脂串联组成；在本实施例中，在阳离子交换柱的出水口安装pH传感器，连续测试出水的pH值变化；pH传感器与pH测量控制仪表连接；当仪表测得的pH值高于2-4的范围中的某一个值(精确的数值视原水情况而定)，并稳定5分钟以上时，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阳离子交换树脂已经饱和，需要再生。
实施例三本实施例为本发明在复床离子交换制备纯水过程中的应用。具体步骤是复床离子交换纯水设备由强酸阳离子交换树脂与强碱阴离子交换树脂串联组成；在本实施例中，在阴离子交换柱的出水口安装pH传感器，连续测试出水的pH值变化；pH传感器与pH测量控制仪连接；当pH测量控制仪监测pH值低于4-5并稳定一段时间后，该pH测量控制仪指示，该阴离子交换柱中的阴离子交换树脂已经饱和需要再生；当仪表测得的pH值高于9-10并稳定一段时间后，表明阳离子交换树脂已经饱和需要再生。
实施例四本实施例为本发明在阴、阳离子交换树脂混合的混床纯水制备过程的应用。具体步骤是在本实施例中，pH传感器设置在混床交换柱出水口，pH测量控制仪测得pH值超出4-9的正常工作范围并且稳定5分钟以上，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阴离子交换树脂或阳离子交换树脂已经饱和，混床中的树脂需要再生。
综上所述，本发明判断离子交换树脂饱和点的方法，由于在离子交换柱出水处设置pH传感器，通过与pH传感器连接的pH测量控制仪监测出水pH值，当pH值高于或低于设定的数值即可判定该离子交换柱中的离子交换树脂达到饱和点，同时pH测量控制仪发出报警信号指令对饱和树脂进行再生；由此可见，本发明的方法无需复杂的分析设备即可直观准确的判断出离子交换树脂吸附的饱和点；同时，能及时地判断出离子交换树脂的饱和点，使离子交换树脂的利用率大大提高；并且，可以广泛用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备的应用；因此极为实用。
权利要求
1.一种应用pH测量技术判断离子交换树脂饱和点的方法，用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备；其特征在于判断离子交换树脂饱和点的步骤包括步骤a，在装有离子交换树脂的交换柱的出水口安装pH传感器；步骤b，原水流经交换柱，要去除的离子被交换柱内的离子交换树脂吸附，然后全部或部分流经pH传感器；步骤c，pH传感器将测量到的信号传输到pH测量控制仪，pH测量控制仪显示pH数值；步骤d，pH测量控制仪监视pH数值，随着离子交换过程的进行pH值发生变化，当pH测量控制仪监视的数值达到设定的pH范围中的某一个值，并保持一段时间后，pH测量控制仪指示，该离子交换树脂的吸附能力耗尽，达到饱和点，需要再生。
2.如权利要求1所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于在所述的步骤d中，当本发明用于弱酸性阳离子交换树脂从镀镍废水中回收镍及其他类似金属的应用时，所述的pH测量控制仪测得的pH值低于7高于4的范围中的某一个值，并且稳定1-24小时后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的树脂已经饱和需要再生。
3.如权利要求1或2所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于所述的从镀镍废水中回收镍及其他类似金属，该类似金属是以下金属之一铜、锌、铬、金、银、钯。
4.如权利要求1所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于当本发明用于由强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂串联组成的复床离子交换制备纯水过程的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在阳离子交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值高于2低于4的范围中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阳离子交换树脂已经饱和需要再生。
5.如权利要求1所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于当本发明用于由强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂串联组成复床离子交换制备纯水过程中的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在阴离子交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值低于7高于4中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该阴离子交换树脂已经饱和需要再生；当仪表测得的pH值高于9-10中的某一个值，并稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，表明阳离子交换树脂已经饱和需要再生。
6.如权利要求1所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于当本发明用于阴、阳离子交换树脂混合的混床纯水制备过程的应用时，在所述的步骤a中，所述的pH传感器设置在混床交换柱的出水口；在所述的步骤d中，所述的pH测量控制仪测得pH值超出4-9的正常工作范围，并且稳定5分钟后，该pH测量控制仪指示，该交换柱内的阴离子交换树脂或阳离子交换树脂已经饱和，混床中树脂需要再生。
7.如权利要求1所述的判断离子交换树脂饱和点的方法，其特征在于所述的判断方法适用于阴离子交换树脂吸附阴离子的过程。
全文摘要
本发明涉及一种应用pH测量技术判断离子交换树脂饱和点的方法，其特点是该判断离子交换树脂饱和点的步骤包括在装有离子交换树脂的交换柱的出水口安装pH传感器；原水流经交换柱，要去除的离子被交换柱内的离子交换树脂吸附，然后全部或部分流经pH传感器；pH传感器将测量到的信号传输到pH测量控制仪，pH测量控制仪监视pH数值，随着离子交换过程的进行pH值发生变化，当pH测量控制仪监视数值达到设定的pH范围中的某一个值并保持一段时间后，pH测量控制仪指示该离子交换树脂的吸附能力耗尽达到饱和点需要再生。本发明无需复杂分析设备即可准确判断离子交换树脂吸附的饱和点；并可广泛用于采用离子交换法处理废水、回收金属和纯水制备；因此极为实用。
文档编号G01N35/00GK1773279SQ200510030900
公开日2006年5月17日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年10月31日
发明者王维平, 付丹 申请人:上海轻工业研究所有限公司