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离子交换树脂中毒和污染及处理
1.铁污染
是因为水源水、再生剂含铁过高(>0.3毫克/升)或钢制水处理器防腐不良造成的。被铁污染的树脂,颜色明显变深、变暗、甚至可以呈暗红褐色或黑色,另外,树脂强度变低,产水量明显减少,再生困难。钠型树脂被铁污染后,可用10%的盐酸去再生树脂,即先用动态法进行酸再生处理,最后再用其盐酸溶液浸泡树脂5-8小时,经清洗后,以10%的食盐水按再生的要求去再生树脂,然后清洗至氯根合格。
2.活性余氯污染
当自来水做水源水时,如残留的余氯过高>0.5毫克/升时,就会造成树脂结构的破坏。此时,树脂颜色明显透明度增加,体积增大,树脂强度很快急骤下降,导致树脂破碎,但是树脂的交换容量初期并不降低。这种污染是不可逆转的,被活性余氯污染严重的树脂,将全部报废。预防措施:在交换器前设置活性炭装置,或向自来水中投放亚硫酸钠,去除水中余氯。
3.悬浮物污堵
原水中的悬浮物会堵塞在树脂层的孔隙中,从而增大其水流阻力,也会覆盖在树脂颗粒的表面,因而降低其工作交换容量。为防止悬浮物污堵,主要是加强对原水的预处理,以降低水中悬浮物含量。为清除树脂层中的悬浮物,可采用增加反洗次数和时间或使用压缩空气擦洗等方法。
4.硫酸钙沉淀
当用硫酸再生钙型阳树脂时,如操作不当,有可能在树脂层中析出硫酸钙沉淀物。此时,不但再生后清洗困难,洗出液中总是有硬度,而且树脂的交换容量降低。
防止硫酸钙沉淀的措施,一是降低再生液硫酸的浓度,二是加快再生液流速。也可采用分步再生法,其浓度逐步加大,强酸阳离子交换树脂的作用,流速逐步减慢。一旦发现硫酸钙沉淀时,可采用5~10%的盐酸溶液浸泡1—2天,或改用盐酸再生数次。
5.硅污染
硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中,尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中,其结果往往导致阴交换器中的除硅效率下降。
发生这种污染的原因是再生不充分,或树脂失效后没有及时再生。 处理方法:可用稀的温碱液浸泡溶解。碱液浓度为2%,温度约40℃。污染严重时,可使用加温的4%氢氧化钠溶液循环清洗。
6.油污染
油对树脂的污染主要是吸附于树脂骨架上或覆盖于树脂表面,使树脂交换容量降低,周期制水量明显减少。
此时,应首先查明原因,消除故障,防止油继续漏入。对已受油污染的树脂可用20~40℃的8~10%氢氧化钠溶液循环清洗,清洗中保持溶液浓度。也可用适当的溶剂(如石油醚、200号溶剂汽油)或表面活性剂(如聚氯乙烯辛烷基苯酚)清洗。
离子交换树脂再生方法
常规的再生处理
离子交换树脂(IONRESIN)使用一段时间后,吸附的杂质接近饱和状态,就要进行再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中,为降低再生费用,要适当控制再生剂用量,使树脂的性能恢复到zui经济合理的再生水平,通常控制性能恢复程度为70~80%。如果要达到更高的再生水平,则再生剂量要大量增加,再生剂的利用率则下降。 树脂的再生应当根据树脂的种类、特性,以及运行的经济性,选择适当的再生药剂和工作条件。
树脂的再生特性与它的类型和结构有密切关系。强酸性和强碱性树脂的再生比较困难,需用再生剂量比理论值高相当多;而弱酸性或弱碱性树脂则较易再生,所用再生剂量只需稍多于理论值。此外,大孔型和交联度低的树脂较易再生,而凝胶型和交联度高的树脂则要较长的再生反应时间。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。例如:钠型强酸性阳树脂可用10%NaCl 溶液再生,用药量为其交换容量的2倍 (用NaCl量为117g/ l 树脂);氢型强酸性树脂用强酸再生,用硫酸时要防止被树脂吸附的钙与硫酸反应生成硫酸钙沉淀物。为此,宜先通入1~2%的稀硫酸再生。
氯型强碱性树脂,主要以NaCl 溶液来再生,但加入少量碱有助于将树脂吸附的色素和**物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl + 0.2%NaOH 的碱盐液再生,常规用量为每升树脂用150~200g NaCl ,及3~4g NaOH。OH型强碱阴树脂则用4%NaOH溶液再生。
树脂再生时的化学反应是树脂原先的交换吸附的逆反应。按化学反应平衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度,可促进反应向另一方进行,故提高再生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。
为加速再生化学反应,通常先将再生液加热至70~80℃。它通过树脂的流速一般为1~2 BV/h。也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能。再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液无色、无混浊为止。
一些树脂在再生和反洗之后,要调校pH值。因为再生液常含有碱,树脂再生后即使经水洗,也常带碱性。而一些脱色树脂 (特别是弱碱性树脂) 宜在微酸性下工作。此时可通入稀盐酸,使树脂 pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。 (IONRESIN)树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质(特别是大分子**胶体物质)不易被常规的再生处理所洗脱,逐渐积累而将树脂污染,使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理。例如:阳离子树脂受含氮的两性化合物污染,可用4%NaOH 溶液处理,将它溶解而排掉;阴离子树脂受**物污染,可提高碱盐溶液中的NaOH 浓度至0.5~1.0%,以溶解**物