树脂的储存和运输

精品文档 1欢迎下载 1 离子交换树脂在长期储存中 或需在停用设备内长期存放 强型树脂 强酸性和强碱性树 脂 应转为盐型 弱型树脂 弱酸性和弱碱性树脂 可转为 相应的氢型或游离胺型 也可转变为 盐型 以保持树脂性能的稳定 然后浸泡在洁净的水中 停用设备若须将水排去 则应密封 以防 树脂中水份散失 2 离子交换树脂内含有一定的平衡水份 在储存和运输中应保持湿润 防止脱水 树脂应储 存在室内或加遮盖 环境温度以 5 C 40 C 为宜 袋装树脂应避免直接日晒 远离锅炉 取暖器等 加热装置 避免脱水 若发现树脂已有脱水现象 切勿将树脂直接放于水中 以免干树脂遇水急剧溶胀而破碎 应 根据其脱水程度 用 10 左右的食盐水慢慢加入到树脂中 浸泡数小时后用洁净水逐步稀释 3 当环境温度在 0 C 或以下时 为防止树脂因内部水份结冰而崩裂 应做好保温措施 或根 据气温条件 将树脂存于相应浓度的食盐水中 防止冰冻 若发现树脂已被冻 则应让其缓慢自然 解冻 切不可用机械力施于树脂 食盐溶液浓度与冰点的关系如下表 浓度 5 10 15 20 23 5 冰点 3 C 7 C 10 8 C 16 3 C 21 2 C 4 长期停用而放置在交换器内的树脂 为防止微生物 如藻类 细菌等 对树脂的不可逆污 染 树脂在停用前须彻底反洗 以除去运行时积聚的悬浮物质 并注意定期冲洗和换水 或彻底反 洗后采用以下措施 阴树脂 用 3 倍树脂体积的 10 NaCl 2 NaOH 混合液分两次通过树脂层 每次静止浸泡数 小时 然后将其排去 如有必要 在重新启动前用 2 倍树脂体积的 0 2 过氧化氢 H2O2 溶液淋 洗树脂层 阳树脂 在阳离子交换器及管系内可充入 0 5 的甲醛溶液 并在停用期间保持此浓度 也可用食盐水浸泡 在设备重新启动前用 0 2 过氧化氢或 0 5 甲醛溶液淋洗 2 树脂的预处理 在离子交换树脂的工业产品中 常含有少量的有机低聚物及一些无机杂质 在使用初期会逐 渐溶解释放 影响出水水质或产品质量 因此 新树脂在使用前必须进行预处理 具体方法如下 1 树脂装入交换器后 用洁净水反洗树脂层 展开率为 50 70 直至出水清晰 无气味 无细碎树脂为止 2 用约 2 倍树脂体积的 4 5 HCl 溶液 以 2m h 的流速通过树脂层 全部通入后 浸泡 4 8 小时 排去酸液 用洁净水冲洗至出水呈中性 冲洗流速为 10 20m h 3 用约 2 倍树脂体积的 2 5 NaOH 溶液 按上面进 HCl 溶液的方法通入和浸泡 排去碱液 用洁净水冲洗至出水呈中性 冲洗流速同上 酸 碱溶液若能重复进行 2 3 次 则效果更佳 精品文档 2欢迎下载 经预处理后的树脂 在第一次投入运行时应适当增加再生剂用量 以保证树脂获得充分的再 生 3 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 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 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 精品文档 3欢迎下载 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 常用的方法为活性炭过滤 2 混凝 澄清过滤 当天然水中有悬浮的和胶体的有机物时 使用混凝澄清和过滤的方法去 除是很有效的 使用混凝澄清的方法还可去除粒径在 2 10mm 的杂质 对粒径为 0 2 1mm 的腐殖物 大约可以去除 60 80 3 活性炭过滤 活性炭可以用于吸附多种物质 包括无机 有机的胶体和溶解的高分子有机 物等 同时 还可以除去水中的游离氯和氯胺等 4 有机物清除器 包括 Cl 型有机物清除器和 OH 型有机物清除器 5 选择抗污染的树脂 包括选用大孔型树脂 均孔树脂 大孔型弱碱阴树脂以及丙烯酸系强 碱树脂 6 丙烯酸系强碱树脂的特点有 1 交换容量高 交换速度快 2 物理稳定性好 使用寿命长 3 能有效地去除天然水中的有机物 并在再生过程中能很好地洗脱 丙烯酸系强碱树脂除了含有强碱基团外 尚含有一定量的弱碱叔胺基团 所以具有较高的交 换容量 一般可达 800 1100mol m3R 当进水中弱酸阴离子 总阴离子的比值大于 20 时 其工作 交换容量有一定的下降 这是由于该树脂含有一定的弱碱基团的结果 当水中的游离矿质酸 简称 FMA 含量超过 90 时 使用丙烯酸系强碱树脂可以相当于弱 强型树脂联合应用工艺的串联系统 或双室浮床的效果 FMA 含量为 80 90 时 可相当于 双层床的效果 FMA 含量在 67 80 以下时 精品文档 4欢迎下载 可降低再生剂用量 以保持经济的比耗 丙烯酸系强碱树脂具有弹性和多孔结构 从 Cl 型变为 OH 型时 其体积膨胀率只在 7 左右 明显地小于苯乙烯系同等交联度的强碱树脂和弱碱树脂 在工业设备中运行两年 共 580 个周期 没有发现树脂颗粒的破碎现象 由于丙烯酸系强碱树脂的骨架与官能团是由酰胺键连接的 因此降低了这种的树脂的热稳定 性 其使用温度为 30 C 最高不超过 35 C 丙烯酸系强碱树脂对有机物具有良好的吸附和解析能力 不易被有机物所污染 四 强碱阴树脂的复苏 1 复苏液的选择 对强碱树脂吸着的 不能用正常再生方法交换出来的杂质 定期地进 行一些有针对性的处理 以提高树脂交换性能的方法 称为树脂的复苏 复苏的方法要根据污染树 脂的杂质性质进行选择 如铁的污染可用 HCl 清洗 吸着的有机物可用碱性氯化钠溶液洗去等 不同成分的复苏液 消除强碱树脂上的有机物的效果有所不同 NaNO3 NaCl 和 Na2SO4 的碱 性混合液都有良好的洗脱效果 尤以 NaNO3 的碱性混合液最佳 经对碱性氯化钠溶液的浓度进行选择性试验 结果表明以 10 NaCl 2 5 NaOH 混合液的效 果较佳 2 常用的清洗方法 1 碱性氯化钠混合液清洗 氯化钠浓度为 10 氢氧化钠浓度为 2 5 每升树脂用量为 160 克 NaCl 及 32 克 NaOH 阴床清洗需 3 个树脂床体积 如为混床清洗 应为阳 阴树脂总量的 3 倍体积 溶液应先预热至 35 C 将交换床上部人孔打开 疏水至水位在树脂表面 5 10cm 处 如为阴床单床 第一个床体积的 碱性氯化钠溶液流经树脂床的流速不超过 2 个床体积 小时 疏 水速率使液位维持在树脂表面上 5 10cm 处 第 2 床体积溶液的进入速率与前同 并保持在树脂床内约 8 小时或放置过夜 通过空 气排管在整个期间不时搅拌 浸泡完毕后 进入第 3 床体积碱性氯化钠溶液 流速如前 装回人孔 以阳床出水或生水冲 洗 如为混床系统 碱性氯化钠溶液则进入阳 阴树脂层 疏水如前述 然后进入第一床体积的 碱性氯化钠溶液 淋洗过程也与阴床单床相同 在淋洗前 人孔须装回 使用床内正常布水系统进行淋洗 清洗后 阴床单床系统的再生 至少须用 96 克 NaOH 升树脂的再生水平 再生后进行淋洗 并再次再生和淋洗 共再生两次 混床系统则应先反洗将阳 阴树脂分层 将阳树脂及阴树脂都分别再生两次 阴树脂的再生 水平如前 而阳树脂则至少用 100 克 HCl 升树脂的再生水平 这里必须再次强调 树脂要再生两次 且两次再生间要淋洗 2 次氯酸钠清洗 这是在树脂受到严重污染 用碱性氯化钠溶液无法复苏时使用 这方法 虽然不常使用 但是绝对安全的 精品文档 5欢迎下载 在阴床单床或混床系统 树脂须先用至少一个床体积的 10 盐水 使树脂彻底失效 混床中 的阳树脂必须全部转为钠型 准备 3 个床体积的次氯酸钠溶液 溶液中有效氯的含量为 1 次氯酸钠清洗与碱性氯化钠清洗步骤相似 除了第二床体积的浸泡贮留时间为 4 小时 且溶 液不加热 在混床清洗时 在用酸再生阳树脂前 最后的痕量的次氯酸钠必须淋洗干净 注意 次氯酸钠是强烈的漂白剂 有关注意事项 操作人员必须知晓和遵守 使用次氯酸钠 清洗后 疏出的废液必须冲洗干净 否则当废酸液进入时将在下水道内产生氯气 4 离子交换树脂预处理方法 GB T5476 1996 前 言 本标准代替 GB T5476 1985 离子交换树脂预处理方法 这次标准修订时 将原标准中 3 3 试样的酸碱处理和 3 5 基准型试样的制备合并为本标准中 5 3 试样的制备 增加预处理单次操作的试剂用量 简化操作步骤 缩短操作时间 1 范围 本标准规定了离子交换树脂的预处理方法 本标准适用于强酸 弱酸 强碱或弱碱性的离子 交换树脂的预处理 2 引用标准 下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成本标准的条文 本标准出版时 所示版 本均为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 GB T5475 85 离子交换树脂取样方法 GB T12598 90 离子交换树脂渗磨圆球率 磨后圆球率的测定 3 方法提要 在检测离子交换树脂的各项性能之前 先用水反洗树脂 除去机械杂质 再通过规定的酸 碱溶液除去可溶物 同时将树脂转为具有下列离子型式的试样 强酸性阳离子交换树脂为钠型 弱酸性阳离子交换树脂为氢型 强碱性阴离子交换树脂为氯型 弱碱性阴离子交换树脂为游离胺型 4 试剂和溶液 4 1 盐酸溶液 C HCl 1mol L 量取盐酸 90mL 稀释至 1000mL 摇匀 精品文档 6欢迎下载 4 2 氢氧化钠标准溶液 C NaOH 1mol L 称取 100g 氢氧化钠 溶于 100mL 水中 摇匀 注 入聚乙烯容器中 密闭放置至溶液清亮 用塑料管虹吸 52mL 的上层清液 注入 1000mL 无二氧化碳 的水中 摇匀 4 3 甲基橙指示液 1g L 称取 0 1g 甲基橙 溶于 70 水中 冷却稀释至 100mL 4 4 酚酞指示液 10g L 称取 1 0g 酚酞 溶于乙醇 稀释至 100mL 4 5 纯水 电导率 25 不大于 5 0 s cm 5 仪器和设备 5 1 交换柱 玻璃交换柱 内径 35mm 高 400mm 带有 1 号或 2 号微孔砂芯 见图 1 或 有机玻璃交换柱 见 GB T12598 中的图 1 5 2 预处理装置 见图 2 5 3 分液漏斗 容量 250mL 500mL 5 4 广口瓶 容量 1250mL 250mL 6 操作步骤 6 1 采样 采样按 GB T5475 规定的方法进行 6 2 反洗 量取与约 25mL 50mL 树脂 置于交换柱中 用纯水进行反洗 树脂展开率为 50 100 直至 试样中无可见机械杂质 出水澄清为止 精品文档 7欢迎下载 6 3 试样的制备 6 3 1 在预处理装置中 见图 2 使液面高出树脂层约 10mm 保证树脂层中无气泡 根据 树脂的种类按表 1 规定的第一步操作所需的试剂量和流量通过树脂层 直至液面高出树脂层表面 10mm 为止 然后用纯水按表 1 规定的水洗流量和时间进行水洗 6 3 2 按表 1 中规定的第二步操作所需的试剂量和和流量通过树脂层 直至液面高出树脂层 表面 10mm 为止 然后用纯水按表 1 规定的水洗流量和时间进行水洗 直至用规定的指示剂检验流 出液呈表中规定的颜色为止 表 1 试样预处理条件 试样种类 强酸 弱酸 强碱 弱碱 试剂 HCl NaOH NaOH HCl 浓度 mol L 1 体积数 mL 400 流量 mL min 13 14 6 7 13 14 6 7 水洗流量 mL min 25 30 第一步 操作 水洗时间 min 20 30 试剂 NaOH HCl HCl NaOH 浓度 mol L 1 体积数 mL 400 流量 mL min 13 14 6 7 13 14 6 7 水洗流量 mL min 25 30 指示剂 酚酞 甲基 橙 甲基橙 酚酞 第二步操 作 终点颜色 无色 黄色 黄色 无色 6 3 3 将交换柱中的树脂转入清洁的广口瓶内待测 7 试验报告 a 试验报告应具有以下内容 b 样品名称或代号 c 样品的来源 d 试验依据的标准名称及编号 e 试验者 精品文档 8欢迎下载 f 试验日期 g 其它必要的说明 5 离子交换树脂含水量测定方法 GB T5757 1986 本标准适用于在 105 110 下连续干燥而不发生化学变化的离子交换树脂含水量的测定 1 原理 将吸收了平衡水量的离子交换树脂样品 用离心法除去颗粒外部的水分后 称取一定量的样 品 用烘干法除去内部水分 由质量的减少计算树脂的含水量 2 仪器和设备 2 1 玻璃离心过滤器 如下图 2 2 电动离心沉淀机 0 4000r min 可调 50mL 离心管 4 支 2 3 烘箱 最高温度 200 温度波动 2 2 4 架盘天平 感量 0 1g 最大称量 100g 2 5 干燥器 250mm 内放硅胶干燥剂 2 6 称量瓶 50mm 30mm 2 7 秒表 分度 0 02s 2 8 分析天平 感量 0 1mg 3 试验步骤 精品文档 9欢迎下载 3 1 取样按 GB T5475 1985 离子交换树脂取样方法 进行 3 2 试样的预处理按 GB T5476 1996 离子交换树脂预处理方法 进行 需要将树脂转为某 一型态时 可将相应的电解质溶液通过上述预处理后的样品 3 3 将预处理好的树脂样品 5 15mL 装入离心过滤管内 在另一对称管内装入某一样品或水 然后放在架盘天平两边称量 用电导率 25 小于 2 s cm 的少量纯水调整至两管质量相同 3 4 将离心过滤管放至电动离心沉淀机内 在 2000 200r min 下离心 5min 用秒表计时 3 5 取出离心过滤管 将样品倒入称量瓶内 盖严 注 取出离心过滤管时 应防止分离出来的游离水重新进到树脂层中 3 6 在已恒重的两个称量瓶中分别称入上述树脂样品 0 9g 1 3g 准确至 1mg 3 7 将称量瓶敞盖放入烘箱中 在 105 3 下烘 2h 3 8 在烘箱中 将称量瓶盖严 取出置于干燥器内 冷却至室温 约 20min 30min 在分 析天平上称量 4 结果计算 离子交换树脂含水量 x 按下式计算 式中 m1 空称量瓶的质量 g m2 烘干前称量瓶和树脂样品的质量 g m3 烘干后称量瓶和树脂样品的质量 g 两次测定值之差不得大于 0 29 取两次测定值的算术平均值为测定结果 5 允许差 同一实验室内允许差为 0 29 不同实验室间允许差为 1 09 6 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 精品文档 10欢迎下载 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 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 2 3O2 5H2O Fe3 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 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 精品文档 11欢迎下载 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 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 25 C 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 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 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 160g L 浓度为 2 0 处理温度为 50 C 60 C 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 40 C 型树脂不高于 35 C 3 降低再生液的浓度至 2 NaOH 精品文档 12欢迎下载 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 40 C 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 50 C 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 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 7 出水质量恶化 出水质量是衡量化学除盐设备运行工况的主要指标 出水质量恶化是指运行周期中间 除盐 精品文档 13欢迎下载 水的电导率和 SiO2 含量明显高于调试结果 不论其水质指标是否合格 都可以认为是发生了出水 质量恶化现象 当除盐水的电导率或 SiO2 含量明显增高时 为确定发生问题的原因 需要测定除盐水的 pH 值 根据测定结果 判断除盐设备出水质量恶化故障 查找发生问题的原因 下列的情况在除盐系统中是比较典型的 1 弱酸阳床 1 出水碱度漏泄比规定值为高 这是由于再生不合适 再生剂应为理论交换容量的 110 如采用串联再生 则须检查再生强酸树脂后的酸量是否足够再生弱酸树脂 2 出水硬度高于规定值 如用硫酸再生 可能会有硫酸钙沉淀 这时硫酸钙渐渐水解 将 产生钙硬 因此 当用硫酸再生时 须采用分步再生方法 并实行先低浓度 高流速 后高浓度 低流速的方法再生 如串联再生 则应检查强酸阳树脂的再生废液是否已稀释 2 强酸阳床 1 出水钠漏泄高于规定值 这不太发生 如有 则应检查再生步骤 有时阳床用混床 再生废液串联再生 这时须注意混床废液最初的 15 30 须弃去 否则将有钠离子进入阳床 此外 混床废液中的酸量须检查是否足够 2 出水漏硬度 如果用硫酸再生 那时由于硫酸钙沉淀 应检查酸的浓度 从系统中取样 分析 及再生流速 如水中钙离子量超过总离子的 50 须采用分级再生 最初浓度应不大于 2 流速为 12 升 小时 升树脂 3 弱碱阴床 1 出水矿物酸漏泄增加 这问题可分为矿物酸漏泄真实增加和矿物酸漏泄表象增加 a 矿物酸漏泄真实增加 一般出水电导率应为 50 s cm 或以下 如再生不足 电导率曲线 将缓慢上升 那就是出水酸度将逐步上升 建议同时测定 pH 值 以校核矿物酸漏泄是否真实增加 而不是表象增加 最后 如果弱碱树脂是串联再生 那么再生强碱树脂后的碱液是否足够 它应为理论交换容 量的 120 130 b 矿物酸漏泄表象增加 弱碱树脂是作为矿物酸的中和剂 真正的弱碱树脂 有 90 以上的 弱碱基 不会分解中性盐如氯化钠或硫酸钠 因此阳床必须运行正常 其 出水钠漏泄很小 并须 维持一定的 pH 如 pH 大于 3 5 那就是阳床未能完全去除阳离子 这些中性盐流经弱碱阴床将增 加电导率 2 高 pH 漏钠 电导率增高 这是由于阴树脂床中混入了阳树脂 在碱再生时 阳树脂 呈钠型 在运行中逐渐放钠 阴床出水有钠 是由于强酸阳床出水漏钠 3 二氧化硅问题 如阴床串联再生 尤为容易产生此问题 强碱阴床再生后的碱液中含有 二氧化硅 经弱碱阴床后 又进行了碱性中和 而使 pH 下降 当达到碱液中二氧化硅等电点时 二氧化硅就在树脂上沉淀下来 在以后运行中 由于水解而使出水中二氧化硅增加 解决这问题的方法是 再生强碱阴床后的碱液先排除 15 30 或将碱液稀释至 2 还须保证 精品文档 14欢迎下载 NaOH 有理论工作交换容量的 130 4 强碱阴床 不论是 型还是 型 关键问题是二氧化硅漏泄 与强酸阳树脂及弱碱阴树脂不同 强 碱阴树脂的热稳定性较低 只有 60 及 40 否则树脂会发生降解 如因热及氧化作用 使强碱基团损失 这样就造成二氧化硅漏泄 因此 在运行中须保持在 温度极限范围内 此外 强碱阴树脂易受有机物污染 产生如下后果 1 pH 降低 2 电导率增高 3 二氧化硅漏泄增加 4 淋洗水量增加 其中 1 和 2 是由于在树脂上的有机物再生后部分水解所造成的 3 是由于污染物 的位阻效应使 NaOH 再生不完全 4 是由于污染物的两性作用 5 混床系统 1 淋洗水量增大 混床系统淋洗水量增大是由于树脂的交叉污染 如 NaOH 与混入阴床的 强酸阳树脂作用 将钠盐存在于阳树脂上 或 HCl H2SO4 与混入阳床的强碱阴树脂作用 将氯根 硫酸根 存在于阴树脂上 交叉污染主要是由于树脂在分界面上的混杂 在这情况下 钠及氯根 硫酸根 漏泄增大 使淋洗时间增加 经验显示 虽然冲洗钠漏泄很麻烦 但其影响不及硫酸根离子漏泄严重 后者在 凝结水净化系统中的后果尤为突出 常用的方法是将出水进行再循环 这方法是很耗时的 采用三层混床树脂 可减少再生剂对阳 阴树脂的交叉污染 使混床淋洗水量过大的弊病得 到改善 2 出水质量下降 混床系统要求阳 阴树脂须充分混合 如果阳 阴树脂混合不好 在很 多部位还是呈分层状态 出水质量就会降低 一个重要的事项是 在 空气混合时 树脂床层上部 的水层必须小于 5 厘米 如果树脂床不先疏水至上述水位 那么不管空气搅拌多么激烈 当搅拌停 止时 树脂就按密度差别重力沉降 使 阳 阴树脂分层 而产生上述问题 建议采用反常规混床树脂 它既能使阳 阴树脂在反洗时彻底分层 又能在再生后均匀混合 解决了混床树脂的混合问题 8 树脂的氧化和降解 树脂的化学稳定性可以用其耐受氧化剂作用的能力表示 阳树脂被氧化后主要发生骨架的断 链 而阴树脂则主要表现为季胺基团的降解 1 阳树脂的氧化 阳树脂被氧化后主要表现为骨架断链 生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基团 其反应为 精品文档 15欢迎下载 阳树脂遇到的氧化剂主要是游离氯与水反应生成的氧 其反应如下 过去原水中的游离氯主要来自生活用水的消毒 近年来 由于天然水中有机物含量和细菌的 增多 在混凝 澄清之前也需加氯 以达到灭菌和降低 COD 的作用 因此 必须注意游离氯对阳 树脂的损害 再生过程中 如果使用质量差的工业盐酸或副产品盐酸 其中含有氧化剂也会对阳树 脂造成损害 一般要求进入化 学除盐设备的原水中 游离氯的含量应小于 0 1mg L 2 防止阳树脂被氧化的方法 1 活性炭过滤 防止阳树脂被氧化的常用方法是通过活性炭过滤 活性炭脱除游离氯的原 理 不单纯是吸附作用 而是一种表面上的化学反应 当活性炭表面吸附的氯达到一定浓度时 就 会发生下列反应 式中 C 活性炭 CO 活性炭表面上生成的氧化物 如果有充分的氯参加反应 CO 可以变为 CO 或 CO2 逸出 留下的活性炭可以继续吸附游离氯 为此 为了脱除游离氯 可以使用较高的过滤流速 约 50m h 同时 活性炭吸着游离氯时具有 很高的吸着容量 每克活性炭约可吸着 6 5mg 以上的 Cl2 用活性炭去除水中的游离氯可以使用下列经验公式进行计算 式中 CO 进水游离氯的含量 mg L C 出水游离氯的含量 mg L 精品文档 16欢迎下载 L 活性炭层高 m V 过滤流速 m h 考虑到 HOCl 的反应速度较慢 将上述公式修正为 制造活性炭的原材料一般对脱氯效率无影响 水中有胶体或高浓度的有机物存在 将会严重缩短活性炭作为脱氯剂的寿命 活性炭过滤器仅用于脱除游离氯时 可以用漏 Cl2 量 0 1mg L 作为终点 活性炭的寿命是很 长的 例如 在活性炭层高 0 76m 过滤速度 6 1m h 的条件下 对游离氯含量 2mg L 的水进行脱 氯 其使用寿命约为 6 年左右 2 选用高交联度的阳树脂 随着树脂交联度的增大 其抗氧化性能增强 阳树脂被氧化后 由于断链使骨架疏松 体积膨胀 含水量增大 大孔型阳树脂因为交联度 高 具有较好的抗氧化性能 但是 随着树脂交联度的增加 其交换容量降低 价格增高 因此 在实际中很少使用 3 强碱阴树脂的降解 强碱阴树脂遭受氧化后 主要表现为季胺基团的逐渐降解 而不会发生骨架 的