離子交換樹脂被污染的原因、預防措施及再生方法
2018-08-28 09:56:34
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造成樹脂污染的原因有哪些？怎樣預防和處理需要大家重視起來，以下解釋以下樹脂污染原因、預防措施及處理方法。
離子交換樹脂具有化學穩定性好、機械強度高、交換能力大等優點，因而在鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產中得到了廣泛的應用。但在使用過程中，常出現清洗水不斷增加，出水水質差，周期性制水量不斷下降，顏色變深，樹脂交換容量不斷下降等現象。根據以上現象，可認定為樹脂受到污染。如果不及時采取合理措施使其再生，就會造成樹脂失效，甚至報廢，影響正常生產。
造成樹脂污染的原因有哪些？怎樣預防和處理需要大家重視起來，以下解釋以下樹脂污染原因、預防措施及處理方法。離子交換樹脂表面被有機物等雜質覆蓋或樹脂內部的交換孔道被堵塞而使樹脂的工作容量明顯降低，但樹脂結構無變化的現象叫樹脂的污染。
一、污染原因分析
1、有機物引起的污染
有機物主要是存在天然水中的腐殖酸、相對分子量從500～5000的高分子化合物及多元有機羧酸等，這些物質在水中往往帶有負電，成為陰離子交換樹脂污染的主要物質。這類污染從COD的監測中可檢出。
2、油脂引起的污染
水中往往含有油類物質，形成膜狀物，堵塞或包裹了樹脂的微孔，阻礙微孔中的活性集團進行離子交換。
3、 膠體物質引起的污染
水中膠體顆粒常帶負離子，使陰離子樹脂受到污染。膠體物質中以膠體硅對樹1脂的危害最大，它吸附并聚合在樹脂的表面上阻止交換。
4、高價金屬離子引起的污染
水中的高價金屬離子（如混凝劑中高價金屬離子的后移等），如Al+、Fe3+等擴散進入陽離子交換樹脂的內部，由于這些高價金屬離子的交換勢能高，與樹脂中的固定離子SO3-牢固結合形成Al（SO3）3、Fe（SO3）3等，從而使這些固定離子失去作用，喪失了離子交換能力。
5、再生劑不純引起的污染
再生劑往往混有很多雜質，如Fe3+、NaCI、Na2CO3等，對陰離子交換樹脂的影響最為嚴重。
二、 污染鑒別方法
1、 查看樹脂外觀
發生污染的樹脂，從外觀上看，顏色由透明的黃色（陽離子樹脂）或乳白色（陰離子樹脂）明顯變深甚至成為黑色。
2、 化驗指標
陰床出水電導率逐漸增加，pH值逐漸下降（可低至5.4-5.7）。因為再生時未除去的有機物，在恢復運行時會游離出來而進入水中。
3、 分析樹脂中的鐵含量
由于鐵污染最為常見，可分析樹脂中的鐵含量，如果Fe＜0.01%,沒有受到鐵污染；如果Fe＞0.1%，表示受到嚴重污染。
4、 浸泡檢驗
用清水浸泡樹脂，觀察水面“顏色”，如果有“彩色”出現，說明受到油類物質的污染。 由于樹脂受污染的因素不是單獨存在的，往往是交叉互現，多種原因累積疊加，所以出現問題時，要進行全方位的檢查；同時，在采取再生措施時，也應考慮全面，認真檢查各個環節，確保沒有紕漏。
三、 防止污染的措施
要防止樹脂遭受污染，必須控制好各項水處理工藝指標，層層把關，嚴格注意以下問題：
1、 混凝劑的選擇
要搞好混凝澄清處理，必須正確選擇混凝劑，并由實驗確定藥劑最佳投放量，防止鋁鹽、鐵鹽后移，嚴格控制砂濾器、活性炭過濾器出水中的濁度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L；化學需氧量COD小于1 mol/L。并通過活性炭過濾來吸附有機物質。
2、 控制氯的含量
搞好預處理的殺菌滅藻工作，控制好進入陽離子交換器前的余氯量。
3、 防止再生劑被污染
為了防止再生劑中的雜質對樹脂引起污染，除了選用優質的再生劑外，對再生劑的運輸和儲存過程中的容器要采取防腐措施，防止鐵銹、有機涂層脫落污染。
4、 防止油污染
對于可能接觸樹脂的壓縮空氣，要凈化除油，防止帶入油霧；對水源吸水口附近，防止油污染。
5、 吹吸樹脂
定期用壓縮空氣吹洗樹脂，以除去懸浮物、有機物和鐵等。
四、 再生處理方法
雖然可以采用各種措施來防止樹脂受到污染，但經過一段時間運行后，樹脂有時還會受到污染，這是除鹽水處理中常見的，這時可采取以下方法對其進行再生
1、 陰離子樹脂的再生
實際生產中，陰離子樹脂最容易受污染，污染程度也最為嚴重。當陰離子樹脂受污染時，可用堿性食鹽水進行處理，其操作參數要求見表1。表1 陰離子再生操作參數指標編號項目參數值1食鹽水濃度10%2pH值103浸泡方式35-45；48h4循環流動方式流速2.6m/h;24h 堿性食鹽水法處理過程中加入燒堿可以增加腐殖酸之類物質的溶解度，并以NaCl與NaOH之比為5的配方來調節pH值為10，此法能除去95%以上的有機物質，如能適當加熱，效果更好。當嚴重污染時，在堿性食鹽水的溶液中加入適量的次氯酸鈉（一般濃度小于0.5%），來氧化腐殖酸有機物，使其分解。
2、 陽離子樹脂的再生
若陽離子樹脂受到污染，可用酸或食鹽水除去污染物，其操作參數要求見表2： 陽離子再生操作參數指標編號項目參數值再生液濃度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循環流動方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h
3、 受鐵質污染的樹脂再生
當受到鐵雜質污染時，可采用鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉再生法：將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵中毒樹脂中充分浸泡。鹽酸與食鹽的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+還原成Fe2+從而減少樹脂對Fe3+的結合，且反應生成的H+又能促進Fe2O3·xH2O的溶解，反應式為：SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最后再將氫鈉混合型樹脂轉化成鈉型樹脂即可投入使用。需要注意的是，Na2SO3的濃度應由實驗確定，一般其質量分數不應大于 0.1%，因為Na2SO3濃度過高，易產生SO2氣體，此外產生的SO42—濃度增大，會產生CaSO4沉淀。 實踐證明，這種方法再生劑耗量少，耗時短，且再生劑中鹽酸濃度低，對交換器腐蝕性小，再生效果好，是一種較為理想的處理方法。
現如今離子交換樹脂廣泛應用于各行業，不僅僅在水處理方面，它也出現在食品工業上，可用來制糖、味精等產品。它在食品工業中的消耗量僅次于水處理行業。另外，制藥行業也離不開它，離子交換樹脂的結構很特別，對于新一代的抗菌素有很大的改良作用，對制藥行業的發展有很大幫助。
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