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        離子交換樹脂對污染如何進行處理?

        發(fā)布時間:2024-08-30
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        原水中的懸浮物會堵塞樹脂層中的孔隙,從而增大其水流阻力,增大運行壓降,也會覆蓋在樹脂顆粒的表面,因而降低樹脂的工作交換容量。
        為防止懸浮物的污堵,主要是加強對原水的預處理,以降低水中懸浮物的含量。為清除積聚在樹脂層中的懸浮物,可采用增加反洗次數(shù)和時間或使用壓縮空氣擦洗等方法。
        常用化學除鹽系統(tǒng)對進水懸浮物的要求一般如下:
        化學除鹽單元懸浮物(mg/l)強酸陽(順流再生)< 5強酸陽(對流再生)< 2強酸陽(浮床)< 2強酸陽(順流)→強酸陽(浮床)< 5陽雙層床、雙室床< 2陽雙室浮床< 2弱酸陽(順流)→強酸陽(順流)< 5弱酸陽(順流)→強酸陽(浮床)< 5
        二、鐵的污染及處理:
        離子交換樹脂對污染如何進行處理?
        陽、陰樹脂都可能發(fā)生鐵的污染。被污染樹脂的外觀為深棕色,嚴重時可以變?yōu)楹谏?。一般情況下,每100g樹脂中的含鐵量超過150mg時,就應進行處理。鐵的存在會加速陰樹脂的降解。
        陽樹脂使用中,原水帶入的鐵離子,大部分以fe2+存在,它們被樹脂吸收以后,部分被氧化為fe3+,再生時不能*被h+交換出來,因而滯留于樹脂中造成鐵的污染。使用鐵鹽作為混凝劑時,部分礬花帶入陽床,過濾作用使之積聚在樹脂層表面,再生時,酸液溶解了礬花,使之成為fe3+,部分被陽樹脂所吸收,造成鐵的污染。工業(yè)鹽酸中的大量fe3+,也會對樹脂造成一定的鐵污染。用于鈉離子交換的陽樹脂更容易受到鐵的污染。
        陰樹脂中的鐵含量有時會比陽樹脂的大許多倍。陰樹脂的鐵主要來源于再生液。一般隔膜法生產(chǎn)的燒堿,其中含有0.01%~0.03%的fe2o3,同時,還含有6~7mg/l的naclo3。這樣的燒堿在貯存和輸送過程中與鐵容器、管道(無防腐層)接觸,將生成高鐵酸鹽(feo4)。高鐵酸鹽隨堿液進入陰床后,因ph值的降低,將發(fā)生分解,其反應式如下:
        2feo42- + 10h+ → 2fe3+ + 2/3 o2 + 5 h2o
        fe3+進一步生成fe(oh)3,附著于陰樹脂顆粒上,造成鐵的污染。
        樹脂遭受鐵的污染以后,在一般的再生過程中不能除去,必須用鹽酸進行清洗。
        常用的清洗方法是用10%hcl溶液,在進行此方法前,必須檢查交換器設備的耐腐蝕性能,否則須用加抑制劑的鹽酸。
        將相當于樹脂床體積0.5倍的10%hcl溶液從樹脂床頂部進入(要考慮到樹脂床內(nèi)的殘余存水,保持hcl溶液的濃度),從樹脂床底部疏出相當于床內(nèi)殘余存水的水量,將溶液攪拌,并與樹脂接觸12小時。疏出酸液,自上而下淋洗,然后反洗30分鐘,除去疏松物質(zhì),再將樹脂床再生后即可投運。
        防止樹脂發(fā)生鐵污染的措施有:
        1. 減少陽床進水的含鐵量。對含鐵量高的地下水應先經(jīng)過曝氣處理及錳砂過濾除鐵。對含鐵量高的地表水或使用鐵鹽作為凝聚劑時,應添加堿性藥劑,如ca(oh)2或naoh,提高水的ph值,防止鐵離子帶入陽床。
        2. 對輸送高含鐵量原水的管道及貯槽應考慮采取必要的防腐措施,以減少原水的鐵含量。
        3. 陰床再生用燒堿的貯槽及輸送管道應采取襯膠防腐,以減少堿再生液的含鐵量。
        4. 當樹脂的含鐵量超過150g/gr時,應進行酸洗。
        三、硫酸鈣的污染及處理:
        使用硫酸再生鈣型陽樹脂時,如果再生液的濃度過高,或流速過慢,在靠近樹脂顆粒處,再生出的ca2+與溶液中的so42-濃度超過caso4的溶度積就會產(chǎn)生caso4沉淀,并附在樹脂顆粒上,不僅再生后清洗困難,洗出液中總有硬度,影響離子交換反應的進行,運行中還會溶于出水中,使硬度含量增加,降低陽床的交換量。
        硫酸鈣在25℃時的溶度積為2000ppm,隨溫度增高溶解度減小,因此很難除去。
        防止硫酸鈣沉淀的措施,一是降低再生液硫酸的濃度,二是加快再生液的流速。也可采用分步再生方法,使再生液濃度逐步加大,再生流速逐步減慢。
        一旦發(fā)現(xiàn)樹脂中與硫酸鈣沉淀時,目前常用的方法是先以大量軟水進行反洗,然后再用~10 % hcl(3個床體積)以2.0 l / h / l反復清洗,但須注意hcl及硫酸鈣的溶解速度很慢,因此須多次清洗。
        另一方法是用edta鈉鹽,但價格很高,且是放熱反應,使用時須注意。
        四、硅的污染及處理:
        硅化合物污染發(fā)生在強堿陰離子交換器中,尤其是在強、弱型陰樹脂聯(lián)合應用的設備和系統(tǒng)中,其結(jié)果往往導致陰離子交換器除硅效率下降。
        陰床的強堿樹脂再生不當、失效的樹脂未及時再生或陰樹脂再生不*,會發(fā)生硅酸在樹脂顆粒內(nèi)部聚合的現(xiàn)象,而難以再生,這種現(xiàn)象是硅在樹脂內(nèi)的積聚,不屬于硅的污染。硅的污染是指再生過程中,已從樹脂上再生出來的硅酸鹽,由于再生液ph值的降低,大量的硅酸以膠體狀態(tài)析出,嚴重時再生液可以變成膠凍狀,被覆于樹脂表面,影響樹脂的交換容量,并造成出水sio2含量增高。
        順流再生固定床和移動床一般不會發(fā)生硅的污染。硅的污染主要發(fā)生于原水中硅的含量與總陰離子含量(不包括堿度)比值高的對流再生單床,尤其是在弱、強型陰離子交換樹脂聯(lián)合應用的設備和系統(tǒng)中。
        清洗二氧化硅污染可用燒堿,建議用量為130 ~ 160 g/l,濃度為2.0 %,處理溫度為50℃~60℃。樹脂床須先浸泡,如條件不允許,可將溶液以2個床體積/小時的流速通過樹脂床,這方法的關(guān)鍵是保持較高溫度及接觸時間。
        防止硅污染的主要措施有:
        1. 陰床失效后要及時再生,不在失效態(tài)備用。
        2. 再生堿液應加熱,ⅰ型樹脂不高于40℃,ⅱ型樹脂不高于35℃。
        3. 降低再生液的濃度至2 % naoh。
        4. 再生液的流速不低于5 m / h,但應保持進再生液的時間不少于30min。
        5. 聯(lián)合應用系統(tǒng)中要從設計上保證弱型樹脂先失效。
        五、油的污染及處理:
        礦物油對樹脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹脂顆粒的表面,造成樹脂微孔的污堵,致使樹脂交換容量降低,周期制水量明顯減少。
        礦物油的來源有:
        ■ 滲入地下的礦物油隨原水帶入交換器。
        ■ 使用蒸汽混合加熱原水時,油隨蒸汽帶入原水。
        ■燃油鍋爐使用蒸汽霧化燃油,當油壓高于蒸汽壓力時,重油(或原油)漏入蒸汽,經(jīng)過凝氣器進入凝結(jié)水除鹽系統(tǒng)。
        ■煉油廠或化工廠生產(chǎn)流程中的油通過蒸汽系統(tǒng)漏入原水?;瘜W除鹽設備進水中含油量為0.5mg/l時,幾個月內(nèi)即可出現(xiàn)樹脂被油污染的現(xiàn)象。
        處理油污染樹脂的方法:
        首先,應迅速查明油的來源,排除故障,防止油的繼續(xù)漏入。必要時,應清理設備內(nèi)積存的油污。輕微污染的樹脂不一定需要處理,可以在多次再生中逐漸恢復其交換容量。嚴重污染的樹脂,應通過小型試驗,選擇適當?shù)奶幚矸椒ā?br>1. 用naoh溶液循環(huán)清洗
        使用38 ~ 40 ℃的8 % ~ 9 % naoh溶液,從堿箱(約10m3)經(jīng)過陰床、陽床后,再回到堿箱循環(huán)清洗(具體時間由小型試驗確定),并補充naoh溶液,保持溶液濃度,利用naoh對礦物油的乳化作用,清除油污。
        2. 用溶劑清洗
        可以使用石油醚或200號溶劑汽油對樹脂進行清洗,清洗過程中要嚴密防火。
        3. 使用溶劑與表面活性劑聯(lián)合清洗
        使用樹脂體積20 % 的200號溶劑汽油和tx-10(非離子型,全名為聚氯乙烯辛烷基*)20kg,加入交換器后,保持溫度45 ~ 50 ℃,用無油壓縮空氣攪拌并擦洗,30 min后再加入200 kg tx-10表面活性劑,繼續(xù)攪拌,使油乳化。后,從交換器頂部進水,將乳化液從底部排出,至沖洗干凈為止。
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