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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、Cd 347

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