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阐述离子交换树脂如何进行污染处理?

[ 发布日期:2018-02-28 点击:476 来源:洛阳宏昌工贸有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架(或基因)名称、基本名称组成。

一、悬浮物的污堵及处理

原水中的悬浮物会堵塞树脂层中的孔隙,从而增大其水流阻力,增大运行压降,也会覆盖在树脂颗粒的表面,因而降低树脂的工作交换容量。为防止悬浮物的污堵,主要是加强对原水的预处理,以降低水中悬浮物的含量。为清除积聚在树脂层中的悬浮物,可采用增加反洗次数和时间或使用压缩空气擦洗等方法。

二、铁的污染及处理

阳、阴树脂都可能发生铁的污染。被污染树脂的外观为深棕色,严重时可以变为黑色。一般情况下,每100g树脂中的含铁量超过150mg时,就应进行处理。铁的存在会加速阴树脂的降解。

阳树脂使用中,原水带入的铁离子,大部分以Fe2+存在,它们被树脂吸收以后,部分被氧化为Fe3+,再生时不能完全被H+交换出来,因而滞留于树脂中造成铁的污染。使用铁盐作为混凝剂时,部分矾花带入阳床,过滤作用使之积聚在树脂层表面,再生时,酸液溶解了矾花,使之成为Fe3+,部分被阳树脂所吸收,造成铁的污染。工业盐酸中的大量Fe3+,也会对树脂造成一定的铁污染。用于钠离子交换的阳树脂更容易受到铁的污染。

阴树脂中的铁含量有时会比阳树脂的大许多倍。阴树脂的铁主要来源于再生液。一般隔膜法生产的烧碱,其中含有0.01%~0.03%Fe2O3,同时,还含有6~7mg/LNaClO3。这样的烧碱在贮存和输送过程中与铁容器、管道(无防腐层)接触,将生成高铁酸盐(FeO4)。高铁酸盐随碱液进入阴床后,因pH值的降低,将发生分解,其反应式如下:2FeO42- + 10H+ 2Fe3+ + 2/3 O2 + 5 H2OFe3+进一步生成Fe(OH)3,附着于阴树脂颗粒上,造成铁的污染。

树脂遭受铁的污染以后,在一般的再生过程中不能除去,必须用盐酸进行清洗。常用的清洗方法是用10%HCl溶液,在进行此方法前,必须检查交换器设备的耐腐蚀性能,否则须用加抑制剂的盐酸。将相当于树脂床体积0.5倍的10%HCl溶液从树脂床顶部进入(要考虑到树脂床内的残余存水,保持HCl溶液的浓度),从树脂床底部疏出相当于床内残余存水的水量,将溶液搅拌,并与树脂接触12小时。疏出酸液,自上而下淋洗,然后反洗30分钟,除去疏松物质,再将树脂床再生后即可投运。

三、硫酸钙的污染及处理

离子交换树脂

使用硫酸再生钙型阳树脂时,如果再生液的浓度过高,或流速过慢,在靠近树脂颗粒处,再生出的Ca2+与溶液中的SO42-浓度超过CaSO4的溶度积就会产生CaSO4沉淀,并附在树脂颗粒上,不仅再生后清洗困难,洗出液中总有硬度,影响离子交换反应的进行,运行中还会溶于出水中,使硬度含量增加,降低阳床的交换量。硫酸钙在25℃时的溶度积为2000ppm,随温度增高溶解度减小,因此很难除去。

四、硅的污染及处理

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,其结果往往导致阴离子交换器除硅效率下降。

阴床的强碱树脂再生不当、失效的树脂未及时再生或阴树脂再生不彻底,会发生硅酸在树脂颗粒内部聚合的现象,而难以再生,这种现象是硅在树脂内的积聚,不属于硅的污染。硅的污染是指再生过程中,已从树脂上再生出来的硅酸盐,由于再生液pH值的降低,大量的硅酸以胶体状态析出,严重时再生液可以变成胶冻状,被覆于树脂表面,影响树脂的交换容量,并造成出水SiO2含量增高。

顺流再生固定床和移动床一般不会发生硅的污染。硅的污染主要发生于原水中硅的含量与总阴离子含量(不包括碱度)比值高的对流再生单床,尤其是在弱、强型阴离子交换树脂联合应用的设备和系统中。

清洗二氧化硅污染可用烧碱,建议用量为130 ~ 160 g/L,浓度为2.0 %,处理温度为50~60℃。树脂床须先浸泡,如条件不允许,可将溶液以2个床体积/小时的流速通过树脂床,这方法的关键是保持较高温度及接触时间。

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