離子交換樹脂被污染的原因、預(yù)防措施及再生方法
2018-08-28 09:56:34
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造成樹脂污染的原因有哪些？怎樣預(yù)防和處理需要大家重視起來，以下解釋以下樹脂污染原因、預(yù)防措施及處理方法。
離子交換樹脂具有化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、交換能力大等優(yōu)點(diǎn)，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(rèn)定為樹脂受到污染。如果不及時(shí)采取合理措施使其再生，就會(huì)造成樹脂失效，甚至報(bào)廢，影響正常生產(chǎn)。
造成樹脂污染的原因有哪些？怎樣預(yù)防和處理需要大家重視起來，以下解釋以下樹脂污染原因、預(yù)防措施及處理方法。離子交換樹脂表面被有機(jī)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、有機(jī)物引起的污染
有機(jī)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(jī)羧酸等，這些物質(zhì)在水中往往帶有負(fù)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。
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(tuán)進(jìn)行離子交換。
3、 膠體物質(zhì)引起的污染
水中膠體顆粒常帶負(fù)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。
4、高價(jià)金屬離子引起的污染
水中的高價(jià)金屬離子（如混凝劑中高價(jià)金屬離子的后移等），如Al+、Fe3+等擴(kuò)散進(jìn)入陽離子交換樹脂的內(nèi)部，由于這些高價(jià)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。
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(yán)重。
二、 污染鑒別方法
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、 化驗(yàn)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?yàn)樵偕鷷r(shí)未除去的有機(jī)物，在恢復(fù)運(yùn)行時(shí)會(huì)游離出來而進(jìn)入水中。
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(yán)重污染。
4、 浸泡檢驗(yàn)
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(dú)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(shí)，要進(jìn)行全方位的檢查；同時(shí)，在采取再生措施時(shí)，也應(yīng)考慮全面，認(rèn)真檢查各個(gè)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(xiàng)水處理工藝指標(biāo)，層層把關(guān)，嚴(yán)格注意以下問題：
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(shí)驗(yàn)確定藥劑最佳投放量，防止鋁鹽、鐵鹽后移，嚴(yán)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(jī)物質(zhì)。
2、 控制氯的含量
搞好預(yù)處理的殺菌滅藻工作，控制好進(jìn)入陽離子交換器前的余氯量。
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(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中的容器要采取防腐措施，防止鐵銹、有機(jī)涂層脫落污染。
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。
5、 吹吸樹脂
定期用壓縮空氣吹洗樹脂，以除去懸浮物、有機(jī)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(shí)間運(yùn)行后，樹脂有時(shí)還會(huì)受到污染，這是除鹽水處理中常見的，這時(shí)可采取以下方法對其進(jìn)行再生
1、 陰離子樹脂的再生
實(shí)際生產(chǎn)中，陰離子樹脂最容易受污染，污染程度也最為嚴(yán)重。當(dāng)陰離子樹脂受污染時(shí)，可用堿性食鹽水進(jìn)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(xiàng)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(dòng)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(jī)物質(zhì)，如能適當(dāng)加熱，效果更好。當(dāng)嚴(yán)重污染時(shí)，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(jī)物，使其分解。
2、 陽離子樹脂的再生
若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： 陽離子再生操作參數(shù)指標(biāo)編號項(xiàng)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(dòng)方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h
3、 受鐵質(zhì)污染的樹脂再生
當(dāng)受到鐵雜質(zhì)污染時(shí)，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(jìn)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(shí)驗(yàn)確定，一般其質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)大于 0.1%，因?yàn)镹a2SO3濃度過高，易產(chǎn)生SO2氣體，此外產(chǎn)生的SO42—濃度增大，會(huì)產(chǎn)生CaSO4沉淀。 實(shí)踐證明，這種方法再生劑耗量少，耗時(shí)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。
現(xiàn)如今離子交換樹脂廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，不僅僅在水處理方面，它也出現(xiàn)在食品工業(yè)上，可用來制糖、味精等產(chǎn)品。它在食品工業(yè)中的消耗量僅次于水處理行業(yè)。另外，制藥行業(yè)也離不開它，離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)很特別，對于新一代的抗菌素有很大的改良作用，對制藥行業(yè)的發(fā)展有很大幫助。
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