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树脂的污染及处理

[ 发布日期:2015-06-09 点击:1077 来源:洛阳宏昌工贸有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

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+ + 2/3 O2 + 5 H2O

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,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℃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2.0 L / 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 ~ 160 g/L,浓度为2.0 %,处理温度为50℃~60℃。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,Ⅰ型树脂不高于40℃,Ⅱ型树脂不高于35℃。

3. 降低再生液的浓度至2 % NaOH。

4. 再生液的流速不低于5 m / 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 ℃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 ℃,用无油压缩空气搅拌并擦洗,30 min后再加入200 kg TX-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。