离子交换与碳吸附

离子交换和碳吸附是不相关的技术，通常有不同的目标。然而，他们经常被用来赞美实现

离子交换是一种可逆的化学反应，其中溶液中的离子(失去或获得电子从而获得电荷的原子或分子)与附着在固定固体颗粒上的同样带电的离子交换。这些固体离子交换颗粒要么是天然存在的无机沸石，要么是合成的有机树脂。合成有机树脂是目前使用的主要类型，因为它们的特性可以针对特定的应用进行定制。一个有机离子交换树脂由高分子量聚电解质组成，可将其移动离子与周围介质中电荷相似的离子交换。每种树脂都有不同数量的移动离子位点，这些离子位点决定了每单位树脂的最大交换量。离子交换技术最熟悉的工业应用是金属电镀。大多数电镀工艺用水在每次工艺浴后用于清洗零件表面。为了保持质量标准，必须调节漂洗水中溶解固体的水平。向冲洗槽中加入淡水即可达到这一目的，溢出的水经过处理去除污染物后再排放。由于金属盐、酸、碱主要用于金属精加工无机化合物，它们在水中被电离，并可通过接触去除离子交换树脂。在水去电离过程中，树脂将氢离子(H+)交换成带正电荷的离子(如镍、铜和钠)，将羟基离子(OH-)交换成带负电荷的硫酸盐，用铬酸盐处理。和氯化物。由于H+和OH离子的数量是平衡的，结果离子交换处理是否相对纯净、中性水。离子交换该技术应用于许多其他工业部门，包括石油和化学工业，以及一般的废水处理应用。该技术最常被比作反渗透，因为这两种技术通常针对类似的目标。在这方面，除了讨论离子交换作为一种技术，我们还将回顾一些操作权衡和

水净化过程中的碳吸附历史可以追溯到古代。早在公元前1550年，一份古埃及纸莎草纸上就描述了多孔碳上的吸附现象，后来希波克拉底和老普林尼也描述了这一现象，主要用于医学用途。在18世纪，用血液、木材和动物制成的碳被用于净化液体。所有这些可以被认为是活性炭前体的材料，都只能以粉末的形式获得。典型的应用技术是所谓的批量接触处理，其中测量量的碳和待处理的液体混合，经过一定的时间接触时间，通过过滤或沉淀分离。19世纪初，英国发现了骨炭的脱色能力，并将其用于制糖业。骨炭是一种颗粒状材料，允许使用渗透技术，其中待处理的液体连续地通过一个柱。然而，骨炭主要由磷酸钙和少量的碳组成;因此，这种材料只用于糖的提纯。在20世纪初，第一个工艺被开发出来，以工业规模生产具有确定性质的活性炭。而蒸汽活化和化学活化工艺只能得到粉状活性炭。在第一次世界大战期间，美国开发了椰子炭蒸汽活化用于防毒面具。该活性炭类型主要包含适合气相应用的精细吸附孔结构。

第二次世界大战后，煤基颗粒活性炭的技术取得了进展，具有大量的运输孔结构和良好的机械硬度。这种组合允许在连续脱色过程中使用活性炭，从而获得优越的性能。并对颗粒碳再活化工艺进行了优化。今天，许多用户正在从使用粉状活性炭作为一次性化学品的传统使用转向使用颗粒活性炭结合再活化的连续吸附过程。通过这种改变，他们正在遵循现代的趋势回收并尽量减少浪费，从而减少对世界资源的使用。在本章中，我们将探讨活性炭在标准中的使用水处理应用程序。

本概述将熟悉该技术，该技术可以单独使用，也可以与RO、离子交换等其他技术结合使用。虽然没有讨论这个技术本身，但在最近的许多时代，这个技术已经在历史上得到了应用地下水修复项目。它通常被认为是地下水中的主力pump-and-treat应用程序。

如果遇到不熟悉的术语，请记得参考本书末尾的术语表。

继续阅读:离子交换理论与实践“，

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