凝胶型离子交换树脂处理无机废水研究

凝胶型离子交换树脂处理无机废水研究

邵培凇王祥毅王哲

吉林建筑大学长春130118

摘要：采用凝胶型离子交换树脂对经过预处理的化工无机废水中小分子无机离子污染物进行分离。本文简述了离子交换树脂的原理及特点。实验结果表明凝胶型离子交换树脂能够有效除去污染物。

关键词：离子交换树脂；强酸基团；凝胶型

近年来，尽管国家在减排降耗和水污染防治方面出台了一系列法律法规，但是水环境污染加剧的总体趋势仍未得到有效控制。这就为开发树脂吸附法处理有毒无机化工废水及其资源化技术提供了发展机遇。本文研究凝胶型离子交换树脂对水中无机离子物吸附的物理吸附过程及工艺，并最终达到能够有效处理低浓度和难降解无机化工废水的目的。

1.原料

D840苯乙烯系多胺型，粒度0.45-1.25mm；D850苯乙烯系螯合型，粒度0.45~1.25mm；D860苯乙烯系螯合型，粒度0.45~1.25mm；1500H苯乙烯系强酸性，粒度0.6~0.7mm；1600H苯乙烯系强酸性，粒度0.6~0.7mm；

2.实验过程

2.1静态试验

常温下将定量已转型好的湿树脂与样本废液加入一系列玻璃瓶中，将其固定在振荡器上，调节合适的震荡速度。待吸附达到平衡之后，再取适量溶液测量残余金属废物离子浓度。

2.2动态实验

室温下选用1500H、1600H两种树脂分别进行离子交换实验。实验需要用吸附柱内部直径2.4CM，树脂装填高度17.9CM，树脂堆积体积为70ML，流量应为180mL/h。

在运行实验前对树脂转型。首先用少量去离子水浸洗树脂除悬浮杂质以及小颗粒；随后用3%-8%的盐酸或醋酸流过树脂，使钠型转变为氢型强酸树脂；最后用去离子水反洗，以洗多的酸液、钠离子。

2.3分析方法

溶液中的金属离子采用ICP分析。工作条件如下：等离子气速为15L/min；辅助气速为0.2/min；雾化气速为1L/min；进样气速为1.5L/min。

3.结果与讨论

3.1静态实验结果

实验结果显示，D840除去FeMnCr

比份分别达0.38、0.66、0.54，远大于D850和H1600，因此可看出，带磺酸基团的强酸型树脂对试样废水中的无机废金属离子的去除能力大于不带强酸基团的树脂；对于不带强酸基团的螯合型树脂，胺基羧酸和膦酸类基团的树脂对无机废金属离子的去除能力大于多胺型弱碱树脂。

螯合型树脂D850、D860同时具有N原子与酸根，所以对离子吸附交换能力主要分为两部分，一是N原子具有L碱的特性，可接受电子，它能与具有价层空轨道可接受电子的重金属离子形成配价键；同时羧酸基和膦酸基可和金属离子形成离子键。但低价态的Na离子不具备这种电子受体的性质，所以不能进入竞争交换位置，因此总体离子交换效果比较差。而强酸型阳离子交换树脂的交换能力主要来自于金属离子和氢离子的置换反应，价键结合较为容易，反映在结果上就是处理效果较好。

应用弱碱型阴离子交换树脂去除重金属离子不是基于传统意义上的离子交换理论，而是以树脂上官能团中的氮原子和重金属形成配位化合物的表面络合理论为基础。由于多胺类弱碱树脂本身只对高价态重金属离子的络合能力较强，对于试样水中的低价态的离子络合能力低，所以对本体系中的低价态金属离子效果差。

3.2动态实验结果

根据静态实验结果，选择1500H、1600H树脂进行了除钠等金属离子动态实验，探讨不同价态金属离子的竞争吸附行为。

强酸性的阳离子树脂1500H、1600H对此4种金属（FeCrMnNa）离子的动态穿透曲线都有着很明显的穿透点，穿透点之前有着很明显的吸附平台，每一种金属离子的穿透点都在200H左右。并且这两种树脂动态饱和交换量也非常大，说明强酸性数值性能比较好。

1500H、1600H对重金属的交换能力基本相同。因为这两种树脂是属于磺酸型阳离子树脂。

综合考虑吸附效果和成本，进液流速可控制在5ml/min，饱和树脂可以以动态流动方式洗脱后重复利用，洗脱流速为15ml/min，树脂的洗脱率可达90％以上。在选定的吸附和洗脱条件下，所选树脂的吸附和解吸性能比较稳定，再用率均接近90％，且树脂反复使用10次后无明显破碎现象，具有良好的性能。

4.结论

强酸型的凝胶型离子交换树脂去除废水中的无机废金属离子效果较好。含有这些物质的无机废水经过此类凝胶型离子交换树脂处理后能够满足处理标准。

参考文献

[1]离子交换树脂和离子交换膜对分层床EDI过程性能的影响[学位论文]冯冬菊，2011-天津工业大学

[2]电去离子过程中离子交换树脂选用研究[学位论文]马莉娜，2013-广东工业大学：环境工程

[3]离子交换树脂处理二甲基甲酰胺废水的研究[学位论文]宋雪斐，2014-浙江大学：环境工程

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浅论建筑环境与设备工程促进建筑发展的措施

毕昌宇

蚌埠市规划设计研究院安徽蚌埠233000

摘要：就目前来说，人们所关注的三大主题无非就是健康、能源、环境三方面，对于建筑环境和设备工程来说，又是与这三个方面相辅相成，密不可分。随着人们整体素质的不断提升，环境保护意识也在每个人们心中建立了起来。因此，对于建筑行业，建筑节能的重要性也在人们心目中体现了出来，建筑环境与设备工程绿色化也成为了当前建筑企业在社会发展中所追求的目标和目的。

关键词：建筑环境；设备工程；作用；建筑发展；措施

1建筑环境与设备工程的概述

建筑设备是为建筑物的使用者提供生活和工作服务的各种设施和设备的总称，是建筑中的燃气、给排水及空调消防等工程及其应用使用，以及利用各种设备及方式对建筑系统中的冷热环境，热湿环境，空气品质，光环境和声环境等环境质量进行控制，从而达到保护环境，节约能源，合理利用，创造低能耗的建筑设备系统的目地，其专业技术主要包括暖通空调制冷技术供热工程、室外及室内给水排水以及燃气供应等。

2建筑环境与设备工程的发展意义

2.1满足人们的生活需求，提高人们的生活水平

在社会不断发展下，各行业为了实现与时俱进，新型生产设备的体系不断代替了传统生产设备，比如：计算机互联网与生物工程等生产环境的要求达到了最高要求。在此基础上，建筑环境与设备工程就得到了一定程度的发展。在以前的社会中，人们修筑建筑的目的是为了躲避自然灾害给人们带来的危害，让人们的生活更为安定。随着时代的发展，人们很快就意识到自己也可以掌握建筑环境的好坏，舒适的环境可以使人创造更好的经济价值和社会价值。人们生活、生产都由自然环境转移至建筑环境中，大多数的现代人因为在建筑环境中的时间相对较长，根据人们生活的需求，为提升人们生活的水平，我们必须实现对建筑环境和设备工程的完善，提升其工程施工整体的质量。建筑环境的质量对人类生存和发展都有着直接的影响，从茅草建筑到金碧辉煌的高楼建筑，迅速的房屋建设不但拓展了人们的生活空间，而且还逐渐使整个城市经济快速发展。在当今社会的发展中，各种建筑逐渐普遍到城市的各个边缘，人类的活动类型也逐渐增多，内部结构空间也是极其复杂多变的，因此服务设备系统也是比较复杂的，从而确保了建筑环境的安全性和科学性。它主要是把城镇给水管网和自备水源给水管网的水引入到室内，以供人们生活和生产使用。给水系统的用途有很多种，可以分为生活给水、工业给水、消防给水等等。然而常见的给水法则是：直接给水、分区给水、分质给水以及水箱给水等等。其建筑内部的排水系统任务则是将其生活中的污水、工业污水进行排放，避免室外排水管道中有毒有害气体进入室内，为了排出室外的污水做更好的处理。

2.2建筑环境与设备工程建设，实现绿色环保建筑

满足人们生活的需求就是建筑环境和设备工程建设的意义，它大大提高了建筑建设的生产效率，让人们能在舒适的环境中生活和工作，使环境的破环程度大大地减小了，从而实现了绿色环保的建设。所以，我们必须意识到建筑环境与设备工程的重要性。不过，根据现今建筑行业的发展情况来看，建筑耗能已经总耗能比例的3%。因此，加强建筑环境和设备工程的能源效率，尤其要重视二氧化碳的排放问题。

3建筑环境与设备工程的主要作用

3.1暖通空调作用

暖通空调的作用主要体现在：①供暖，是为了创造适宜的生活或工作条件，用人工白话文学地，保持一定的室内温度的技术，整个系统由热源，热媒输配和散热设备三个部分组成；按照供暖媒介，可分为热水供暖和蒸汽供暖。②通风，是为了保持室内的空气环境满足卫生标准和生产工艺的要求，同时将室外新鲜空气或经过净化后的能够其补充进来。③空气调节是为了满足生活，生产需求，改善劳动卫生条件，用人工的方法使室内空气温主，湿度，纯净度和气流速度达到一定的要求的技术。

3.2建筑给排水作用

按照给水系统的用途可分为：生活给水、生产给水以及消防给水和联合给水。常见的给水方式，直接给水、以水箱给水、以水泵给水、水箱水泵联合给水、水压给水、分区给水以及分质给水。建筑内部给水系统是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内，经配水管送到生活，生产和消防用水设备。建筑内部排水系统的任务是把生活和生产过程中所产生的污，废水和房屋顶的雨，雪水，用经济合理的方式迅速排到室外，防止室外排水管道中有毒或有害气体进入室内，为室外的污水处理和综合利用提供条件。

3.3建筑消防的作用

建筑消防是应用各种消防设备和器材及相关消防措施，达到火灾消防预防，火灾事故扑救的目的的系统，它分为室内消防给水，建筑防排烟和火灾报警及联动装置，建筑消防是建筑设备较为重要的方面，是充分保障人员生命安全和财产的必要措施，而室消防给水包括室内消火栓给水系统，自动喷水灭火系统和其它系统。

4建筑环境与设备工程的作用及其促进建筑发展的策略

4.1确立城市发展

根据当前的发展可以看出，我国未来房屋建设工程的发展要与当前建筑环境与建筑工程进行结合，引领当前最主流的社会建设工作，保证现代化城市的建设。这样一来，以后的城市建设企业的竞争手段就会演变成城市建筑环境管理和设备工程的科学化相结合；而在城市的整体建设中，要将绿色建筑与设备工程科学化的理念运用到实际建设过程中去，保证房屋建设的合理与规划。

4.2不断加大绿色建筑节能的投入

建筑环境和设备工程的发展就是对城市建筑工程的节能工作的全面投入，现代推广的建筑工程就是对节能减耗工作的全面肯定，为了给居民减少过度的资源浪费，建筑环境和设备工程的发展就是为了节能工作的目标要求能够被快速的实现，我国很多的城市现代化建设存在着过度的资源浪费现象，不光是对城市居民的直接经济资源节约，更大的程度上就是为了使城市的居民有一个更好的生存空间。环境的节能使城市进一步向现代文明发展过度，很多的发达国家已经把城市建筑的环境和设备工程的科学搭配放在了城市开发建设有效进行的首要位置，而且城市的节能设施的增多能够减少大气中的空气污染、地面上的地质水文污染，全面的把建筑环境打造全新的面貌。而且随着城市化进程的加快，很多的乡村地区也开始推行建筑的节能建造，所以建筑环境和设备工程的发展必然能够带动社会经济一定层面上的发展和建设。

4.3加强相关专业人员培养

随着国际环境的变化，对建筑环境与设备工程人才的要求也相应逐渐提高，为适应更加复杂多变的社会环境，建筑环境与设备工程人才的培养模式应该由单一性向多样性转变，注重其自主创新能力的提高，形成自己的特色，在培养人才过程中，国际与国内相结合，管理与科研相结合，理论与实践相结合，综合能力与专业培养相结合，培养方向与国际接轨，注重专业与经济和社会的紧密结合，培养适应21世纪知识经济及经济全球化所需要的高素质，高能力，高竞争力的“三高”专业型人才。

结束语

综上所述，目前健康、能源、环境已然成为人类关注的三大主题，而建筑环境与设备工程和这三大主题的关系密不可分，并且随着环保意识的不断深入，建筑节能日显重要，因此建筑环境与设备工程及其专业人才的培养对于建筑发展具有重要作用。

参考文献

[1]姜楠，李生武.试论建筑环境与设备工程节能设计[J].工程技术2014

[2]刘志达.论建筑环境与设备工程（暖通）的技能设计[J]工程技术：全文版，2016

[3]廉培雨.浅谈建筑环境与设备工程中的节能设计应用与实践初析[J].军民两用技术与产品，2015.