浅谈离子交换树脂污染与复苏.doc

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1、浅谈离子交换树脂污染与复苏孙梓航（武汉石化热电车间）摘要：本文总结了离子的交换对树脂在产生中遇到的各种污染情况，分析了引起树脂污染的各种原因，介绍了判断各种污染的方法，在此基础上总结了国内外有关的复苏树脂的各种方法，为水处理中树脂的复苏提供了借鉴。关键词：离子交换树脂污染树脂复苏前言目前，使用离子交换法是大多数电厂制取除盐水的主要方法，但随着离子交换树脂投运时间的增长，离子交换树脂的物理及化学性能均会出现各种程度的下降，即出现所谓的”中毒”现象，主要表现为树脂颜色变化、交换容量下降、机械强度下降、流体阻力增大等，这些都会影响除盐水的水质及成本。因此，准确判断离子交换树脂污染的原

2、因并采取相应的方法进行处理就显得相当必要。一.树脂的污染1.污染机理简介　　从树脂的结构和工作过程看，可以发现容易导致树脂污染的主要因素有四个方面田：①某种物质包裹了树脂的表面，导致水中离子通过树脂表面的水合膜后，无法从交换通道进入树脂中，②某种物质部分或完全堵塞了交换孔道，导致水中离子在交换孔道中无法移动，③某种物质和交换基团上的可移动离子发生了交换，导致水中离子无法再与之发生交换，④某种物质使树脂的骨架发生了变化，颗粒变话得更小，导致流体阻力增大2.离子交换树脂的不同污染形式及解决方法2.1混凝剂过量引起的污染　　为了解决水中悬浮物的问题，预处理中通常要投加混凝剂，一旦混凝

3、剂投加的量不合适就会对后面的阳离子交换树脂产生污染。在使用二甲胺—环氧卤丙烷和二烯丙基二甲胺氯的均聚物作为混凝剂时，若出水中含有1mg／L的上述混凝剂时就会导致阳离子交换树脂的严重污染，而且发现具有线性结构的混凝剂更容易污染树脂，并能够进入树脂颗粒内部。　　当树脂发生上述污染时，如果污染程度不是很严重可以采用如加大反洗流速、延长反洗时间或通人压缩空气等手段予以复苏。如果污染程度较严重时，可以采用加入表面活性剂和分散剂的方法。其中表面活性剂可以增加树脂表面的亲水蛀；而分散剂则可以保证从树脂上脱离下来的颗粒可以被分散到水溶液中去。若阳离子型聚电解质污染了阳离子交换树脂也可以采用4%

4、的氢氧化钠溶液处理以溶解聚电解质达到复苏树脂的目的。2.2铁离子的污染　　阳离子交换树脂易受到铁离子的污染，尤其是在以井水作为水源的水处理系统中更为严重。铁离子对树脂的污染有三种不同的情况。　　①如果铁离子以胶态悬浮体出现的话，它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。　　②铁以二价铁离子的形式交换到树脂上，随后拿被氧化成三价铁离子，从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物。　　③可能交换到树脂上的二价铁离子在树脂的交换基团上直接转化为三价铁离子，但在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。　　如果发生了第一种情况，可以采用反洗的方法将树脂层中累积的胶态悬浮体除去。如果

5、在整个树脂层中发生了铁离子的累积，那么可以采用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠处理树脂，这样就可以将三价铁离子还原成更易溶解的二价铁离子，而后者对树脂的亲合力要小于前者。铁对阴离子交换树脂也同样会产生污染。这是因为水中含有大分子有机物时，容易与铁形成螯合物，即所谓有机铁。有机铁可以与阴离子交换树脂发生反应，集结在交换基团的位置上，堵塞了交换通道，使交换容量下降，并增加树脂破损的可能性。一般来讲．由于阳离子树脂用酸再生．这相当于起到了复苏作用，而阴离子交换树脂由于没有这个条件，所以越来越严重。2.2.1铁离子的污染的复苏方法　　树脂复苏从理论上讲，应尽可能地使再生剂中的可交换的离子与树脂交换

6、基团中的被置换的离子，在选择结合顺序上靠近，使之置换较易进行，从而减少再生剂用量，降低再生液浓度，缩短再生时间。因此，可从以下两个方面着手，一是增强再生剂的置换能力，如选用选择顺序靠前的高价离子再生剂，或增加再生剂用量，增大再生剂浓度。另一种是设法降低树脂上被置换离子与树脂的结合能力，使选择结合顺序向后移动。第一条途径往往会导致复苏费用过高，且效果并不理想，常规的复苏方法即是采用这一途径。而新研究的还原复苏法则是通过第二条途径完成。　　对三价铁离子而言，最理想的方法是将三价铁离子还原为二价，使其与树脂的结合力大幅度下降，钠离子或氢离子便会较容易地将其置换下来，这样铁中毒树脂就会

7、获得良好的复苏。而且复苏过程中不会产生氢氧化铁沉淀。其经济指标也较前两种方法有明显的改善。　　最理想的还原剂为亚硫酸钠，它与三价铁的氧化还原反应：2Fe3＋＋Na2SO3＋H2O2Fe2＋＋Na2SO4＋2H＋，此还原过程可以进行的较为彻底，部分二价铁离子还会进一步被还原剂Na2SO3中的钠离子置换。此时只需用NaCl溶液进行常规的再生，即可使铁中毒树脂得到复苏，经软化水清洗后，转入正常的软化交换过程。复苏方法如下：将受到污染的树脂用除盐水清洗干净，在10%的食盐溶液中浸泡30min，倒去盐