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1、树脂的污染及处理$ 2 ! i) e6 D c* C8 gs* k/ n+ D3 Q* o1 Y, Q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。常用化学除盐系统对进水悬浮物的要求一般如下：9 X# Q8 V& W- _; F. Q V化学除盐单元 悬浮物（mg/L） 强酸阳（顺流再生） 5 * F9 |+ m! V) R( n# V2 i强酸
2、阳（对流再生） 2 9 f K& j# - m Q Q强酸阳（浮床） 2 ! V2 R$ J4 - A; R强酸阳（顺流） 强酸阳（浮床） 5 7 0 C! v9 - L1 s g R! X阳双层床、双室床 2 阳双室浮床 2 1 a2 R% A/ g5 h; k. 弱酸阳（顺流） 强酸阳（顺流） 5 弱酸阳（顺流） 强酸阳（浮床） 5 2 X L + Z5 e. n f! p- 4 H: C* B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
3、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%的 Fe2O3，同时，还含有 6-7mg/L 的 NaClO3。这
4、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：) z& m! d; W5 F- R2FeO42- + 10H+ 2Fe3+ + 2/3O2 + 5H2O8 s) O5 h( T) B- Y1 1 B h! & M, AFe3+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
5、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。防止树脂发生铁污染的措施有：1、减少阳床进水的含铁量。对含铁量高的地下水应先经过曝气处理及锰砂过滤除铁。对含铁量高的地表水或使用铁盐作为凝聚剂时，应添加碱性药剂，如 Ca(OH)2 或 NaOH，提高水的pH 值，防止铁离子带入阳床。 2、对输送高含铁量原水的管道及贮槽应考虑采取必要的防腐措施，以减少原水的铁含量。3、
6、阴床再生用烧碱的贮槽及输送管道应采取衬胶防腐，以减少碱再生液的含铁量。4、当树脂的含铁量超过 150g/gR 时，应进行酸洗。1 K( S7 T9 i1 b* * _三、硫酸钙的污染及处理： 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 25C 时的溶度积为 2000ppm，随温度增高溶解度减小，因此很难除去。 防止硫酸钙
7、沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的浓度，二是加快再生液的流速。也可采用分步再生方法，使再生液浓度逐步加大，再生流速逐步减慢。一旦发现树脂中与硫酸钙沉淀时，目前最常用的方法是先以大量软水进行反洗，然后再用-10%HCl（3 个床体积）以 2.0L/h/L 反复清洗，但须注意 HCl 及硫酸钙的溶解速度很慢，因此须多次清洗。 另一方法是用 EDTA 钠盐，但价格很高，且是放热反应，使用时须注意。 1 F3 B+ w8 7 L9 x- C- G6 H4 i% C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
8、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 130-160g/L
9、，浓度为 2.0%，处理温度为 50C-60C。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。防止硅污染的主要措施有：1、阴床失效后要及时再生，不在失效态备用。2、再生碱液应加热，型树脂不高于 40C，型树脂不高于 35C。3、降低再生液的浓度至 2%NaOH。4、再生液的流速不低于 5m/h，但应保持进再生液的时间不少于 30min。5、联合应用系统中要从设计上保证弱型树脂先失效。 3 & m- 2 C# h! ?9 x+ r五、油的污染及处理：矿物油对树脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于树脂颗粒的表面，造成树脂微孔的污堵
10、，致使树脂交换容量降低，周期制水量明显减少。矿物油的来源有： 渗入地下的矿物油随原水带入交换器。 使用蒸汽混合加热原水时，油随蒸汽带入原水。 燃油锅炉使用蒸汽雾化燃油，当油压高于蒸汽压力时，重油（或原油）漏入蒸汽，经过凝气器进入凝结水除盐系统。 炼油厂或化工厂生产流程中的油通过蒸汽系统漏入原水。化学除盐设备进水中含油量为 0.5mg/L 时，几个月内即可出现树脂被油污染的现象。处理油污染树脂的方法：首先，应迅速查明油的来源，排除故障，防止油的继续漏入。必要时，应清理设备内积存的油污。轻微污染的树脂不一定需要处理，可以在多次再生中逐渐恢复其交换容量。严重污染的树脂，应通过小型试验，选择适当的处理
11、方法。1、用 NaOH 溶液循环清洗使用 38-40C 的 8%-9%NaOH溶液，从碱箱（约 10m3）经过阴床、阳床后，再回到碱箱循环清洗（具体时间由小型试验确定） ，并补充 NaOH 溶液，保持溶液浓度，利用 NaOH 对矿物油的乳化作用，清除油污。2、用溶剂清洗可以使用石油醚或 200 号溶剂汽油对树脂进行清洗，清洗过程中要严密防火。3、使用溶剂与表面活性剂联合清洗使用树脂体积 20%的 200 号溶剂汽油和 TX-10（非离子型，全名为聚氯乙烯辛烷基苯酚）20kg ，加入交换器后，保持温度 45-50C，用无油压缩空气搅拌并擦洗，30min 后再加入 200kgTX-10 表面活性剂
12、，继续搅拌，使油乳化。最后，从交换器顶部进水，将乳化液从底部排出，至冲洗干净为止。0 J& j0 o1 a6 F, t六、有机物的污染及处理：有机物对阴树脂的污染原因及处理方法都比较复杂，将另行说明。1 D$ A3 _+ E$ _- t! Y$ G) W: u% J设备出力降低# l& K Y9 P t3 K8 X除盐设备出力的降低可以分别表现为周期离子交换量的降低和单位时间制水量的降低。周期制水量的增减与原水中离子含量有直接关系，当使用原水水质多变的地表水或多个水源时，尤其应注意原水水质对周期制水量的影响。单位时间制水量的降低一般是离子交换设备水流阻力过大的结果，应及时检查交换器内部的进、出
13、水的布水装置和树脂层是否发生偏斜或污堵，并及时予以消除。当除盐设备发生故障时，首先表现为周期交换量的降低，然后才是出水水质的恶化。串联式除盐系统可以根据失效时除盐水的指标，确定交换量低的交换器。失效时，出水 SiO2 含量增加，电导率变化不大者为阴床失效；电导率增加，SiO2 含量变化不大者为阳床失效。并联式除盐系统（母管式）应根据每台设备的周期制水量与原水水质计算设备的周期交换量，发现周期交换量明显降低，可以认为该设备发生了故障。发现阳床（或阴床）出力降低时，可按照下表判断、查找除盐设备出力降低故障可能的原因。除盐设备出力降低故障的判断: / P/ C$ I l6 m- u设备故障1、石英砂
14、垫层乱层。交换器底部选用石英砂垫层时，因反洗操作不当或积污，会造成石英砂层结块；若反洗水从局部冲出则会造成石英砂垫层乱层。石英砂垫层下面的穹型多孔板的中心，应不开孔，以避免底部进水流速过高冲乱石英砂层。如果穹型板是全部开孔的，可以在穹型多孔板下面加装挡板，但是，不可使用缝隙式喷水头或多孔式花篮，因为它们的出水流速太高，距穹型板又近，仍然会使水流集中于局部小孔喷出，冲乱石英砂层。石英砂垫层应严格按照级配逐层铺垫，每层的厚度必须均匀。在装入树脂前，可以进行反洗试验，要求在流速达到 40-60m/h 时，石英砂垫层不乱层，不移动。2、中间排液装置的损坏。逆流再生离子交换器的中排装置损坏是常见的故障。
15、中排装置损坏的根本原因是，在树脂层中有气泡或干层的情况下，反洗进水流速过高，树脂层尚未散开，树脂的流动性差，夹在干树脂层中的中间排液装置被向上托起而造成的。在运行中因树脂干层收缩，也会造成中排支管的向下弯曲。在阳床的运行中，树脂层内出现气泡是因为阳床用进口阀门调节流量，交换器在低压（0.1-0.2Mpa）下运行，经交换反应生成的碳酸变为游离的 CO2 析出，积聚在树脂层内。防止 CO2 析出的方法是保持交换器在 0.4-0.6Mpa 压力下运行。此外，如果水泵轴封漏气，也会使空气随水流进入交换器，积在树脂层中。特别应该指出的是设备长期停用或因阀门漏水造成树脂干层时，进水速度一定要缓慢（2-3m/h） ，使树脂层中的气泡能慢慢逸出，不得将干树脂层托起。中间排液装置必须牢固地固定在专用的支架上，为防止中排装置的损坏，国外曾将支管从圆形改为椭圆形（或灯泡形状） ，以减缓反洗时造成的冲击。也可将母管露置在树脂层上部 50mm处，其支管或水帽插入树脂层中需要的高度，以减少树脂层胀缩时对中排装置的冲击。开始反洗时，流量应小，待树脂层内气泡被排出，树脂开始浮动后，再加大反洗流量。中排装置应用
