離子交換樹脂被污染的原因、預(yù)防措施及再生方法

福州電校焊接班 2024-12-16

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離子交換樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性好、機械強度高、交換能力大等優(yōu)點，因而在鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但在使用過程中，常出現(xiàn)清洗水不斷增加，出水水質(zhì)差，周期性制水量不斷下降，顏色變深，樹脂交換容量不斷下降等現(xiàn)象。根據(jù)以上現(xiàn)象，可認定為樹脂受到污染。如果不及時采取合理措施使其再生，就會造成樹脂失效，甚至報廢，影響正常生產(chǎn)。筆者結(jié)合生產(chǎn)實踐，談?wù)勗斐蓸渲廴镜脑颉㈩A(yù)防措施及處理方法。離子交換樹脂表面被有機物等雜質(zhì)覆蓋或樹脂內(nèi)部的交換孔道被堵塞而使樹脂的工作容量明顯降低，但樹脂結(jié)構(gòu)無變化的現(xiàn)象叫樹脂的污染

一、污染原因分析

1.1有機物引起的污染

有機物主要是存在天然水中的腐殖酸、相對分子量從500～5000的高分子化合物及多元有機羧酸等，這些物質(zhì)在水中往往帶有負電，成為陰離子交換樹脂污染的主要物質(zhì)。這類污染從COD的監(jiān)測中可檢出。

1.2 油脂引起的污染

水中往往含有油類物質(zhì)，形成膜狀物，堵塞或包裹了樹脂的微孔，阻礙微孔中的活性集團進行離子交換。

1.3 膠體物質(zhì)引起的污染

水中膠體顆粒常帶負離子，使陰離子樹脂受到污染。膠體物質(zhì)中以膠體硅對樹1脂的危害最大，它吸附并聚合在樹脂的表面上阻止交換。

1.4高價金屬離子引起的污染

水中的高價金屬離子（如混凝劑中高價金屬離子的后移等），如Al+、Fe3+等擴散進入陽離子交換樹脂的內(nèi)部，由于這些高價金屬離子的交換勢能高，與樹脂中的固定離子SO3-牢固結(jié)合形成Al（SO3）3、Fe（SO3）3等，從而使這些固定離子失去作用，喪失了離子交換能力。

1.5 再生劑不純引起的污染

再生劑往往混有很多雜質(zhì)，如Fe3+、NaCI、Na2CO3等，對陰離子交換樹脂的影響最為嚴重。

二、污染鑒別方法

2.1 查看樹脂外觀

發(fā)生污染的樹脂，從外觀上看，顏色由透明的黃色（陽離子樹脂）或乳白色（陰離子樹脂）明顯變深甚至成為黑色。

2.2 化驗指標(biāo)

陰床出水電導(dǎo)率逐漸增加，pH值逐漸下降（可低至5.4-5.7）。因為再生時未除去的有機物，在恢復(fù)運行時會游離出來而進入水中。

2.3 分析樹脂中的鐵含量

由于鐵污染最為常見，可分析樹脂中的鐵含量，如果Fe＜0.01%,沒有受到鐵污染；如果Fe＞0.1%，表示受到嚴重污染。

2.4 浸泡檢驗

用清水浸泡樹脂，觀察水面“顏色”，如果有“彩色”出現(xiàn)，說明受到油類物質(zhì)的污染。由于樹脂受污染的因素不是單獨存在的，往往是交叉互現(xiàn)，多種原因累積疊加，所以出現(xiàn)問題時，要進行全方位的檢查鑒別，防止顧此失彼；同時，在采取再生措施時，也應(yīng)考慮全面，認真檢查各個環(huán)節(jié)，確保沒有紕漏。

三、防止污染的措施

要防止樹脂遭受污染，必須控制好各項水處理工藝指標(biāo)，層層把關(guān)，嚴格注意以下問題：

3.1 混凝劑的選擇

要搞好混凝澄清處理，必須正確選擇混凝劑，并由實驗確定藥劑最佳投放量，防止鋁鹽、鐵鹽后移，嚴格控制砂濾器、活性炭過濾器出水中的濁度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L；化學(xué)需氧量COD小于1 mol/L。并通過活性炭過濾來吸附有機物質(zhì)。

3.2 控制氯的含量

搞好預(yù)處理的殺菌滅藻工作，控制好進入陽離子交換器前的余氯量。

3.3 防止再生劑被污染

為了防止再生劑中的雜質(zhì)對樹脂引起污染，除了選用優(yōu)質(zhì)的再生劑外，對再生劑的運輸和儲存過程中的容器要采取防腐措施，防止鐵銹、有機涂層脫落污染。

3.4 防止油污染

對于可能接觸樹脂的壓縮空氣，要凈化除油，防止帶入油霧；對水源吸水口附近，防止油污染。

3.5 吹吸樹脂

定期用壓縮空氣吹洗樹脂，以除去懸浮物、有機物和鐵等。

四、再生處理方法

雖然可以采用各種措施來防止樹脂受到污染，但經(jīng)過一段時間運行后，樹脂有時還會受到污染，這是除鹽水處理中常見的，這時可采取以下方法對其進行再生

4.1 陰離子樹脂的再生

實際生產(chǎn)中，陰離子樹脂最容易受污染，污染程度也最為嚴重。當(dāng)陰離子樹脂受污染時，可用堿性食鹽水進行處理，其操作參數(shù)要求見表1。表1 陰離子再生操作參數(shù)指標(biāo)編號項目參數(shù)值1食鹽水濃度10%2pH值103浸泡方式35-45；48h4循環(huán)流動方式流速2.6m/h;24h 堿性食鹽水法處理過程中加入燒堿可以增加腐殖酸之類物質(zhì)的溶解度，并以NaCl與NaOH之比為5的配方來調(diào)節(jié)pH值為10，此法能除去95%以上的有機物質(zhì)，如能適當(dāng)加熱，效果更好。當(dāng)嚴重污染時，在堿性食鹽水的溶液中加入適量的次氯酸鈉（一般濃度小于0.5%），來氧化腐殖酸有機物，使其分解。

4.2 陽離子樹脂的再生

如是陽離子樹脂受到污染，可用酸或食鹽水除去污染物，其操作參數(shù)要求見表2：表2 陽離子再生操作參數(shù)指標(biāo)編號項目參數(shù)值再生液濃度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循環(huán)流動方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h

4.3 受鐵質(zhì)污染的樹脂再生

當(dāng)受到鐵雜質(zhì)污染時，可采用鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉再生法：將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵中毒樹脂中充分浸泡。鹽酸與食鹽的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+還原成Fe2+從而減少樹脂對Fe3+的結(jié)合，且反應(yīng)生成的H+又能促進Fe2O3·xH2O的溶解，反應(yīng)式為：SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最后再將氫鈉混合型樹脂轉(zhuǎn)化成鈉型樹脂即可投入使用。需要注意的是，Na2SO3的濃度應(yīng)由實驗確定，一般其質(zhì)量分數(shù)不應(yīng)大于 0.1%，因為Na2SO3濃度過高，易產(chǎn)生SO2氣體，此外產(chǎn)生的SO42—濃度增大，會產(chǎn)生CaSO4沉淀。實踐證明，這種方法再生劑耗量少，耗時短，且再生劑中鹽酸濃度低，對交換器腐蝕性小，再生效果好，是一種較為理想的處理方法。