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1、树脂的污染及处理一、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：化学除盐单元悬浮物（mg/L）强酸阳（顺流再生）5强酸阳（对流再生）2强酸阳（浮床）2强酸阳（顺流）强酸阳（浮床）5阳双层床、双室床2阳双室浮床2弱酸阳（顺流）-强酸阳（顺流）5弱酸阳（顺流）-强酸阳（浮床）5二、铁的污染及处理： 阳、阴
2、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， 部分矶花带入阳床，过滤作用使之积聚在树脂层表面，再生时，酸液溶解了矶花，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
3、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+ + 吧 + 5H2OFe3+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，
4、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HC1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
5、原水的铁含量。3、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。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。 防止硫酸钙沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的浓度
6、，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HC1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。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
7、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，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
8、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，1型树脂不高于40C,II型树脂不高于35Co3、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。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，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
9、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
10、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，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。有机物的污染及处理一、强碱阴树脂遭受有机物污染的特征：1、树脂被污染后，颜色变深，从淡黄色变为深棕色，
11、直至黑色。2、树脂的工作交换容量降低，阴床的周期制水量明显下降。3、有机酸漏入出水中，使出水的电导率增大。4、出水的pH值降低。正常运行情况下，阴床出水的pH值一般在7-8范围内（因有NaOH漏 过），树脂遭受污染后，因有机酸的漏过，可使出水的pH值降至5.4-5.7。5、SiO2含量增大。水中所含有机酸（富维酸和腐殖酸）的解离常数大于H2SiO3，因此，附着 在树脂上的有机物可以抑制树脂对H2SiO3的交换或排代出已吸着的H2SiO3,造成阴床SiO2过早漏 过。6、清洗水用量增加。因为吸着在树脂上的有机物含有大量的-COOH基团，树脂再生时变为 -COONa，在清洗过程中，这些Na+不断被
12、阴床进水中的矿物酸排代出来，增加了清洗阴床的时间和 用水量。二、有机物污染对强碱阴树脂的影响1、强碱阴树脂对有机物的吸着力。天然水中的有机物（以富维酸和腐殖酸为代表）经过H+交 换及除碳后，因pH值的降低，有机物几乎全部以分子状态存在于阴床进水中。因为腐殖酸分子量 大，疏水性强，与强碱阴树脂的苯乙烯-二乙烯苯聚合的骨架具有较强的吸附能力-范德华力，同时， 这些大分子的有机酸都含有多个羧酸基团，与OH型强碱阴树脂的季胺基官能团也具有较强的化学 亲和力，因此使有机酸被强碱树脂牢固地吸着于颗粒表面。强碱阴树脂的骨架改为亲水性的丙烯酸与二乙烯苯的聚合物，减少了骨架对有机酸吸附的范德 华力，会使有机酸的
13、吸着率略有降低。如将OH型强碱阴树脂改为Cl型,则因改变了有机酸与强碱阴树脂的OH之间的酸碱中和反应， 使化学亲和力下降，树脂对有机物的吸着率也会降低。这种基团型态对有机物吸着的影响大于骨架 材质的影响。2、有机物的再生洗脱。新的凝胶型强碱阴树脂的对有机物的吸着率很高（95%），洗脱率却很 低（15%）。随着运行周期的增加，吸着率基本不变，洗脱率虽从15%上升到 60%以上。但是，到 树脂工作交换容量开始降低时，洗脱率也只有 60%，这说明有机物仍不断地在树脂上积聚，它会进 一步降低树脂的工作交换容量，并使出水质量恶化。3、有机物特性的影响。分子量比较大的腐殖酸，一方面由于分子量大，亲水性较差
14、，另一方面 因为所含的-COOH较少，所以它们主要是以范德华力吸附于树脂的骨架上，难于洗脱。富维酸则因 分子量小，含有的-COOH多，所以多以化学亲和力与树脂的多个交换基团相结合，再生过程中较容 易被洗脱。对天然水中的有机物根据其在水中的溶解度，可以分为悬浮的、胶体的和溶解的三种。对于以 物理吸附作用附着于树脂表面的悬浮有机物，可以使用加强过滤或对污染的树脂进行空气擦洗、超 声波清洗等方法去除。胶体的有机物一般是带有负电荷的，它们的粒径在0.2-1.0nm之间，对树脂的 污染既是物理性的，又是化学性的，可通过混凝澄清或超过滤的方法去除。溶解性的有机物是污染 强碱阴树脂的主要成分，它们以范德华力
15、和化学亲和力吸着于强碱阴树脂，洗脱率低，最终影响树 脂的工作交换容量和出水质量。4、对树脂工作交换容量的影响。由于强碱阴树脂上有机物的不断积聚，一方面部分交换基团被 占据，再生时不能洗脱，减少了树脂的交换容量；另一方面这些有机物会在运行中不断溶解，并因 有机酸的酸性比H2SiO3强，而抵制强碱阴树脂对H2SiO3的吸收，造成H2SiO3过早地在出水中漏过。 因为阴床的失效终点是用SiO2的漏过量确定的，所以H2SiO3过早的漏过必然会使树脂的工作交换容 量降低。后者只降低树脂的工作交换容量，而全交换容量不变。5、对出水质量的影响。被有机物污染的强碱阴树脂，因为附着有许多大分子的有机酸，它们所 含的部分被水中的矿质酸所排代，这就造成出水电导率的升高。这一作用，一方面增加了清洗水的 用量和清洗时间，另一方面有机酸溶入出水中也会造成出水质量的降低。树脂上附着的有机酸，也会逐渐溶于出水中，使出水的pH值降低，SiO2含量增大。三、防止强碱树脂遭受有机物污染的方法1、添加氧化剂。添加氧化剂是除去天然水中有机物的常用方法，它能起到较好的杀菌和灭藻的 作用。常用的氧化剂有氯气和臭氧。游离氯在水中分解为次氯酸，能降低天然水中 80%左右的 COD， 但是过量的氧化剂会对凝胶型苯乙烯系强碱树脂造成损害。在采用添加氧化剂方法去除 COD 时，必 须去除残余的氧化剂，常用的方法为
