西 安 建 筑 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文A400 和 D301 离子交换树脂去除饮用水中硫酸盐的比较研究专 业 ： 市政工程硕 士 生 ： 刘 祎 源指导老师： 任 勇 翔 教 授摘 要淡 水 资 源 的 匮 乏 和 饮 用 水 质 量 问 题 已 给 人 类 生 命 带 来 潜 在 威 胁 。 水 中 硫 酸 盐过 量 已 成 为 饮 用 水 安 全 与 保 障 的 难 点 问 题 之 一 。 水 中 硫 酸 盐 污 染 的 治 理 已 得 到 越来 越 广 泛 的 关 注 。 本 试 验 使 用 英 国 产 漂 莱 特 A400 离 子 交 换 树 脂 和 国 产 D301 树 脂去 除 实 验 室 模 拟 水 中 的 硫 酸 盐 。 研 究 了 其 静 态 、 动 态 条 件 下 的 处 理 效 果 ， 并 对 新型 树 脂 的 合 成 部 分 进 行 了 初 步 探 讨 。研 究 结 果 如 下 ：1、 漂 莱 特 A400 离 子 交 换 树 脂 和 国 产 D301 离 子 交 换 树 脂 的 吸 附 平 衡 时 间 分别 为 20min 和 30min， 在 20下吸附量分别为 47.44mg/g 和 43.41mg/g； 在 4 下吸 附 量 分 别 为 45.67mg/g 和 41.28mg/g。 A400 达 到 吸 附 平 衡 的 时 间 短 ， 吸 附 容 量 大 ，且 干 扰 离 子 对 其 吸 附 硫 酸 盐 的 干 扰 作 用 较 小 ， 应 优 先 选 用 。2、 Cl-、 HCO3-和 NO3-三 种 离 子 对 SO42-吸附过程的干扰作用排序为 NO3- Cl-HCO3-。三种离子对 D301 吸 附 SO42-过程的干扰作用大于 A400。3、 A400 和 D301 吸 附 SO42-的过程均符合准二级动力学模型，以化学吸附作用 为 主 ； 其 等 温 吸 附 过 程 符 合 Langmuir 吸 附 等 温 模 型 ； 两 种 离 子 交 换 树 脂 对 SO42-的 脱 附 过 程 与 吸 附 过 程 不 可 逆 。 A400 和 D301 两 种 离 子 交 换 树 脂 对 SO42-吸 附 过 程的 控 速 步 骤 均 为 颗 粒 内 扩 散 。 可 通 过 改 变 树 脂 孔 径 结 构 扩 大 其 吸 附 量 。4、 动 态 试 验 的 最 佳 操 作 条 件 为 入 口 流 速 25mL/min、 初 始 浓 度 1500mg/L、 高径 比 24。 在 该 条 件 下 ， A400 树脂的吸附量 qc 为 116.38mg/g； D301 树 脂 的 吸 附 量qc 为 64.66mg/g， A400 树脂的吸附量仍然大于 D301 树 脂 的 吸 附 量 。关键词： 离 子 交 换 树 脂 ； 硫 酸 盐 ； 吸 附 ； 饮 用 水 ； 吸 附 容 量论文类型： 应 用 基 础 研 究西 安 建 筑 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文A Research on Two Kinds of Ion Exchange Resin AdsorptionSulfate in Drinking WaterSpecialty: Municipal EngineeringAuthor: Liu YiyuanAdvisor: Prof. Ren YongxiangABSTRACTThe lack of fresh water resources and the problem of water quality has bringpotential threat to human life. soil compaction , water acidification the damage tohuman body resulting from sulfate excess has become a problem that cant be ignorable.So the water pollution of sulfate has been more and more widely attention. Theexperiment is using the Purolite A400 and domestic D301 ion exchange resin to removesulfate in laboratory simulation water, studying the removal effect in static and dynamicconditions, and the affecting factors were discussed.The results of this study are as follows:1.Dynamic test of sulfate adsorption onto Purolite A400 and homemade D301 ionexchange resin shows that adsorption equilibrium time is 60 min. Their adsorptioncapacity in the twenty degrees Celsius is 47.44mg/g and 43.41mg/g, respectively. Theiradsorption capacity in the four degrees Celsius is 45.67mg/g and 41.28mg/g,respectively.2.The SO42- adsorption was inhibited by three kinds of anion, obeyed the order ofNO3- Cl- HCO3-, and showed a more obvious inhibitory effect on D301 than A400.3.The adsorption processes of SO42- to both resins were fitted well as Langmuirisotherm and second order kinetic model. The rate determining step of SO42- adsorptionto A400 or D301 was the intragranular diffusion.4.The best conditions for dynamic adsorption test: inlet concentration is 1500mg/L,Inlet flow velocity is 25mL/min, adsorption column height-diameter ratio is 24. In thiscondition, A400 resin adsorption capacity is 116.38mg/g, D301 resin adsorption西 安 建 筑 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文capacity is 64.66mg/g. A400 resin adsorption quantity is still greater than that of D301resin. under the condition of dynamic operation two kinds of ion exchange resincapacity is relatively greater than that in static adsorption test.Key words： ion exchange resin； sulfate； adsorption； drinking water； adsorptioncapacityArticle type： basic research for application西 安 建 筑 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文目 录1 绪 论 .11.1 水 质 标 准 .11.1.1 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 .11.1.2 饮 用 水 净 水 水 质 标 准 .11.1.3 地 下 水 卫 生 标 准 .21.2 硫 酸 盐 来 源 以 及 硫 酸 盐 的 危 害 .21.2.1 水 中 硫 酸 盐 的 来 源 .21.2.2 硫 酸 盐 的 危 害 .31.3 饮 用 水 中 硫 酸 盐 的 脱 除 方 法 .41.3.1 化 学 沉 淀 法 .41.3.2 冷 冻 法 .41.3.3 SRS 膜 法 .51.3.4 吸 附 法 .51.3.5 离 子 交 换 树 脂 法 .61.4 离 子 交 换 树 脂 .