毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.1树脂超声波再生研究的背景
火力发电是我国主要的发电方式之一，为了满足人们日常生活的需求，热电厂在发电的同时，通过利用汽轮机抽气及排气来为用户供热。其工作原理主要为利用火力发电的热水再次加热后进行供暖。60年代以来，发电厂对于水处理开始广泛使用化学除盐系统[1]。经过不断地摸索和发展，离子交换法成为热电厂去除水中溶解盐类不可或缺的重要手段。离子交换法是通过采用树脂对水进行净化处理的一种方法。其中，离子交换树脂是净水系统中的主要工作介质，它对设备的出水质量具有决定性作用。
随着发电机组参数与容量的逐渐提升，树脂超声波再生技术在热电厂水处理等领域中应用较为广泛,但在处理过程中，树脂的再生起着至关重要的作用。在实际运行中，离子交换树脂往往容易被有机物污染，如何根据污染程度，采取有效手段对离子交换树脂进行复苏，是热电厂运行人员必须认真思考和总结的问题[2]。由于各种因素的影响，在使用过程中树脂会受到所吸附杂质离子的污染。树脂污染后，离子交换设备的产水水质变差，运行周期缩短，酸碱耗和自用水耗增大，使水处理系统运行成本增加，机组运行的安全和经济性下降[3]。因此，树脂复苏是一项十分复杂的技术性工作，在防止树脂遭受污染的同时，热电厂的工作人员必须根据树脂污染的程度，及时采取有效措施，对树脂进行合理的复苏处理，以保证水处理系统的正常运行。
超声场对化学化工过程影响方面的研究工作最早是在1927年A.L.Loomis发现超声的化学效应[4]。从此超声场在强化化学工业过程中大放光彩。超声波是一种在弹性介质中进行传播的机械波，它具有速度快，清洗质量高，生产效率高，安全性能较高等优点，目前广泛应用于机械、医疗、珠宝等行业。由于树脂在长期使用过后会因遭受污染而出现性能下降的情况，因此工作人员必须将其使用一段时间过后进行再生。超声波对于树脂再生应用是一门新技术，与其他传统的化学方法相比较，它能增加树脂的脱附速率同时也能减少其脱附时间。它的操作方法也更为简单，对净化的成本也起到了降低的作用。近年来，随着工业化进程的不断推进，超声波技术的飞速发展，社会面临着越来越多的有机物污染、废水处理等环境问题，但目前我们主要依赖于降解等方法来处理这些问题，并且这些方法都具有一定的局限性，因此超声波处理成为一种较为理想的技术。
1.2树脂超声波再生研究的意义
电力工业作为我国的重要基础产业之一，在改革开放的大背景下，热力发电持续飞速发展并且发生了一系列翻天覆地的变化。在热力发电厂锅炉化学补给水处理系统中，离子交换树脂除了吸附交换水中相应的离子外，还吸附了水中存在的各种有机物、铁和胶体等物质[5]。假如树脂再生时，这些物质得不到完全解析，长时间积累在树脂内，就会造成出水品质下降等严重后果。随着科技的发展，人们需要的资源愈来愈多，面临的污染问题也越来越严重。污水处理成为了国内环保部门较为关注的问题，为使污水达到符合再次使用的水质标准，人们开始研究其进行净化的过程和主要步骤。目前，废水处理技术被广泛应用于石油化工、电厂、环保、城市景观、医疗、餐饮等多种领域，也越来越多地走进人们的日常生活中。当前，例如未经处理而排放的工业废水，未经处理而排放的生活污水等危害较大的污水问题，对人们的生活环境和生活质量造成了极其严重的影响，因此我们迫切地需要采取一些可行性措施来解决这些问题。超声波处理技术是一种应用前景非常好的技术，其中超声波应用于树脂的再生与传统方法相比较而言，它既能适应绿色化学化工未来的发展方向，又能够大幅提高处理效率、速度和质量，与此同时还能使解吸物彻底脱除，树脂不再被污染从而降低其再生费用，减少水耗和污水排放量。超声波能够再生吸附材料，得益于其能量与物质间的一种独特的相互作用形式超声空化[6]。
1.3树脂和超声波应用现状
1.3.1树脂的复苏处理应用
树脂为多孔网状立体结构，多孔网眼系离子在树脂内部扩散进出的通道，通道内壁具有众多功能基团，是离子交换反应的活性点，一旦此活性点被覆盖，就无法进行离子交换[7]。在离子进行交换的过程中，通常会遇到附着力较强、交换势能较高的离子、大分子类物质吸附或者被交换到树脂上，再生时发生难以脱附的情况，进一步阻碍了离子进行交换。如果这些离子或大分子类物质在树脂再生时不能及时解析下来，一直积累在树脂内部阻碍离子进行交换，就会造成不可逆吸附，影响离子正常的交换过程，导致树脂颜色变深，从而使得出水品质下降，制水周期变短等问题出现。因此，离子交换树脂通常制成珠状的小颗粒，多数通用的树脂产品的有效粒径在0.4mm～0.6mm之间，活性基团一般都处在树脂网孔内，外来离子必须进入网孔内才能进行离子交换[8]。目前人类正处于科技飞速发展的新兴时代，离子交换树脂在电力、化工、机械等行业的水处理系统中得到广泛运用。随着离子交换树脂的广泛使用，树脂的污染及修复问题已受到人们的重视[9,10]。在使用过程中，树脂污染会使得工作交换容量严重下降。特别是梅雨季节，人体有几率会因为原水中的有机物胶体含量上升导致的树脂严重污染而中毒[11]。由于地表水中离子含量大幅增加，使得离子交换树脂的污染时有发生，比如脱盐水原水采用离子交换树脂处理，冷凝液采用精密过滤加混床树脂处理，随着运行时间的增长，树脂污染时有发生[12]。树脂导致浪费资源、制水成本增加、污染环境等问题。因此，离子交换树脂污染复苏处理是十分必要的。
