樹(shù)脂的污染及處理

1、樹(shù)脂的污染及處理, # ' N% m3 z4 K9 v        / n1 L5 o* F: k& o# f9 " E一、懸浮物的污堵及處理 原水中的懸浮物會(huì)堵塞樹(shù)脂層中的孔隙，從而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹(shù)脂顆粒的表面，因而降低樹(shù)脂的工作交換容量。為防止懸浮物的污堵，主要是加強(qiáng)對(duì)原水的預(yù)處理，以降低水中懸浮物的含量。為清除積聚在樹(shù)脂層中的懸浮物，可采用增加反洗次數(shù)和時(shí)間或使用壓縮空氣擦洗等方法。常用化學(xué)除鹽系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水懸浮物的要求一般如下：7 |4 o1 j# y1 |9 化學(xué)除鹽單元   

2、;     懸浮物（mg/L）        % c( : k. k  h  l* V  H強(qiáng)酸陽(yáng)（順流再生）        <5        . a- F5 T$ A  o: h) c7 K強(qiáng)酸陽(yáng)（對(duì)流再生）        <2        , c6 4 y: x2 L'

3、, L/ G強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）        <2        . S' H# l9 Y) K7 u0 W$ _, ?強(qiáng)酸陽(yáng)（順流） 強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）        <5        , D! k1 |# " h) C陽(yáng)雙層床、雙室床        <2        1 _1 ?% . E1 M4 " H陽(yáng)雙室浮

4、床        <2        . k1 V" u3 N7 z2 S3 c* u5 F弱酸陽(yáng)（順流） 強(qiáng)酸陽(yáng)（順流）        <5        5 C! y/ C, m  u- i弱酸陽(yáng)（順流） 強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）        <5        2 L' I+ Q+ t- t* N* e&

5、quot; X/ i; G- R! p1 ; H二、鐵的污染及處理： 陽(yáng)、陰樹(shù)脂都可能發(fā)生鐵的污染。被污染樹(shù)脂的外觀為深棕色，嚴(yán)重時(shí)可以變?yōu)楹谏?。一般情況下，每100g樹(shù)脂中的含鐵量超過(guò)150mg時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行處理。鐵的存在會(huì)加速陰樹(shù)脂的降解。陽(yáng)樹(shù)脂使用中，原水帶入的鐵離子，大部分以Fe2+存在，它們被樹(shù)脂吸收以后，部分被氧化為Fe3+，再生時(shí)不能完全被H+交換出來(lái)，因而滯留于樹(shù)脂中造成鐵的污染。使用鐵鹽作為混凝劑時(shí)，部分礬花帶入陽(yáng)床，過(guò)濾作用使之積聚在樹(shù)脂層表面，再生時(shí)，酸液溶解了礬花，使之成為Fe3+，部分被陽(yáng)樹(shù)脂所吸收，造成鐵的污染。工業(yè)鹽酸中的大量Fe3+，也會(huì)對(duì)樹(shù)脂造成一定的鐵污染。用

6、于鈉離子交換的陽(yáng)樹(shù)脂更容易受到鐵的污染。陰樹(shù)脂中的鐵含量有時(shí)會(huì)比陽(yáng)樹(shù)脂的大許多倍。陰樹(shù)脂的鐵主要來(lái)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(shí)，還含有6-7mg/L的NaClO3。這樣的燒堿在貯存和輸送過(guò)程中與鐵容器、管道（無(wú)防腐層）接觸，將生成高鐵酸鹽（FeO4）。高鐵酸鹽隨堿液進(jìn)入陰床后，因pH值的降低，將發(fā)生分解，其反應(yīng)式如下：) ?5 y$ D3 L3 G& |3 v. C2FeO42- + 10H+ 2Fe3+ + 2/3O2 + 5H2O) h, r$ a% 2 j0 N; X/ o) a1 L& _Fe3+進(jìn)一步生成Fe(OH

7、)3，附著于陰樹(shù)脂顆粒上，造成鐵的污染。樹(shù)脂遭受鐵的污染以后，在一般的再生過(guò)程中不能除去，必須用鹽酸進(jìn)行清洗。常用的清洗方法是用10%HCl溶液，在進(jìn)行此方法前，必須檢查交換器設(shè)備的耐腐蝕性能，否則須用加抑制劑的鹽酸。將相當(dāng)于樹(shù)脂床體積0.5倍的10%HCl溶液從樹(shù)脂床頂部進(jìn)入（要考慮到樹(shù)脂床內(nèi)的殘余存水，保持HCl溶液的濃度），從樹(shù)脂床底部疏出相當(dāng)于床內(nèi)殘余存水的水量，將溶液攪拌，并與樹(shù)脂接觸12小時(shí)。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(shù)脂床再生后即可投運(yùn)。防止樹(shù)脂發(fā)生鐵污染的措施有：1、減少陽(yáng)床進(jìn)水的含鐵量。對(duì)含鐵量高的地下水應(yīng)先經(jīng)過(guò)曝氣處理及錳砂過(guò)濾除鐵。對(duì)含鐵

8、量高的地表水或使用鐵鹽作為凝聚劑時(shí)，應(yīng)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(yáng)床。2、對(duì)輸送高含鐵量原水的管道及貯槽應(yīng)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(yīng)采取襯膠防腐，以減少堿再生液的含鐵量。4、當(dāng)樹(shù)脂的含鐵量超過(guò)150g/gR時(shí)，應(yīng)進(jìn)行酸洗。3 J( h2 5 n( r# L6 o4 R三、硫酸鈣的污染及處理： 使用硫酸再生鈣型陽(yáng)樹(shù)脂時(shí)，如果再生液的濃度過(guò)高，或流速過(guò)慢，在靠近樹(shù)脂顆粒處，再生出的Ca2+與溶液中的SO42-濃度超過(guò)CaSO4的溶度積就會(huì)產(chǎn)生CaSO4沉淀，并附在樹(shù)脂顆粒上，不僅再生后清洗困難，洗出

9、液中總有硬度，影響離子交換反應(yīng)的進(jìn)行，運(yùn)行中還會(huì)溶于出水中，使硬度含量增加，降低陽(yáng)床的交換量。硫酸鈣在25°C時(shí)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(shù)脂中與硫酸鈣沉淀時(shí)，目前最常用的方法是先以大量軟水進(jìn)行反洗，然后再用-10%HCl（3個(gè)床體積）以2.0L/h/L反復(fù)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(jià)格很高，且是放熱反應(yīng)，使用時(shí)須注意。) M3 R5 C3 g, L

10、+ g5 K7 4 四、硅的污染及處理： 硅化合物污染發(fā)生在強(qiáng)堿陰離子交換器中，尤其是在強(qiáng)、弱型陰樹(shù)脂聯(lián)合應(yīng)用的設(shè)備和系統(tǒng)中，其結(jié)果往往導(dǎo)致陰離子交換器除硅效率下降。陰床的強(qiáng)堿樹(shù)脂再生不當(dāng)、失效的樹(shù)脂未及時(shí)再生或陰樹(shù)脂再生不徹底，會(huì)發(fā)生硅酸在樹(shù)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(shù)脂內(nèi)的積聚，不屬于硅的污染。硅的污染是指再生過(guò)程中，已從樹(shù)脂上再生出來(lái)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(yán)重時(shí)再生液可以變成膠凍狀，被覆于樹(shù)脂表面，影響樹(shù)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(dòng)床一般不會(huì)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

11、子含量（不包括堿度）比值高的對(duì)流再生單床，尤其是在弱、強(qiáng)型陰離子交換樹(shù)脂聯(lián)合應(yīng)用的設(shè)備和系統(tǒng)中。清洗二氧化硅污染可用燒堿，建議用量為130-160g/L，濃度為2.0%，處理溫度為50°C-60°C。樹(shù)脂床須先浸泡，如條件不允許，可將溶液以2個(gè)床體積/小時(shí)的流速通過(guò)樹(shù)脂床，這方法的關(guān)鍵是保持較高溫度及接觸時(shí)間。防止硅污染的主要措施有：1、陰床失效后要及時(shí)再生，不在失效態(tài)備用。2、再生堿液應(yīng)加熱，型樹(shù)脂不高于40°C，型樹(shù)脂不高于35°C。3、降低再生液的濃度至2%NaOH。4、再生液的流速不低于5m/h，但應(yīng)保持進(jìn)再生液的時(shí)間不少于30min。5、聯(lián)合應(yīng)

12、用系統(tǒng)中要從設(shè)計(jì)上保證弱型樹(shù)脂先失效。! B! D0 o3 p' e1 t五、油的污染及處理：礦物油對(duì)樹(shù)脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹(shù)脂顆粒的表面，造成樹(shù)脂微孔的污堵，致使樹(shù)脂交換容量降低，周期制水量明顯減少。礦物油的來(lái)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(shí)，油隨蒸汽帶入原水。 燃油鍋爐使用蒸汽霧化燃油，當(dāng)油壓高于蒸汽壓力時(shí)，重油（或原油）漏入蒸汽，經(jīng)過(guò)凝氣器進(jìn)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(guò)蒸汽系統(tǒng)漏入原水?；瘜W(xué)除鹽設(shè)備進(jìn)水中含油量為0.5mg/L時(shí)，幾個(gè)月內(nèi)即可出現(xiàn)樹(shù)脂被油污染的現(xiàn)象。處理油污染樹(shù)脂的方法：首先，應(yīng)迅速查明油的來(lái)

13、源，排除故障，防止油的繼續(xù)漏入。必要時(shí)，應(yīng)清理設(shè)備內(nèi)積存的油污。輕微污染的樹(shù)脂不一定需要處理，可以在多次再生中逐漸恢復(fù)其交換容量。嚴(yán)重污染的樹(shù)脂，應(yīng)通過(guò)小型試驗(yàn)，選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ā?、用NaOH溶液循環(huán)清洗使用38-40°C的8%-9%NaOH溶液，從堿箱（約10m3）經(jīng)過(guò)陰床、陽(yáng)床后，再回到堿箱循環(huán)清洗（具體時(shí)間由小型試驗(yàn)確定），并補(bǔ)充N(xiāo)aOH溶液，保持溶液濃度，利用NaOH對(duì)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(hào)溶劑汽油對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程中要嚴(yán)密防火。3、使用溶劑與表面活性劑聯(lián)合清洗使用樹(shù)脂體積20%的200號(hào)溶劑汽油和TX-10（非離子型，全

14、名為聚氯乙烯辛烷基苯酚）20kg，加入交換器后，保持溫度45-50°C，用無(wú)油壓縮空氣攪拌并擦洗，30min后再加入200kgTX-10表面活性劑，繼續(xù)攪拌，使油乳化。最后，從交換器頂部進(jìn)水，將乳化液從底部排出，至沖洗干凈為止。8 t/ o0 J6 F& d1 D! w" + U六、有機(jī)物的污染及處理：有機(jī)物對(duì)陰樹(shù)脂的污染原因及處理方法都比較復(fù)雜，將另行說(shuō)明。% i8 n& 6 s$ n6 + u        $ M: y/ 0 M6 t- n7 e% E' g4 k設(shè)備出力降低5 M7 m) o: g) F

15、9 Q7 a除鹽設(shè)備出力的降低可以分別表現(xiàn)為周期離子交換量的降低和單位時(shí)間制水量的降低。周期制水量的增減與原水中離子含量有直接關(guān)系，當(dāng)使用原水水質(zhì)多變的地表水或多個(gè)水源時(shí)，尤其應(yīng)注意原水水質(zhì)對(duì)周期制水量的影響。單位時(shí)間制水量的降低一般是離子交換設(shè)備水流阻力過(guò)大的結(jié)果，應(yīng)及時(shí)檢查交換器內(nèi)部的進(jìn)、出水的布水裝置和樹(shù)脂層是否發(fā)生偏斜或污堵，并及時(shí)予以消除。當(dāng)除鹽設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，首先表現(xiàn)為周期交換量的降低，然后才是出水水質(zhì)的惡化。串聯(lián)式除鹽系統(tǒng)可以根據(jù)失效時(shí)除鹽水的指標(biāo)，確定交換量低的交換器。失效時(shí)，出水SiO2含量增加，電導(dǎo)率變化不大者為陰床失效；電導(dǎo)率增加，SiO2含量變化不大者為陽(yáng)床失效。并聯(lián)式

16、除鹽系統(tǒng)（母管式）應(yīng)根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的周期制水量與原水水質(zhì)計(jì)算設(shè)備的周期交換量，發(fā)現(xiàn)周期交換量明顯降低，可以認(rèn)為該設(shè)備發(fā)生了故障。發(fā)現(xiàn)陽(yáng)床（或陰床）出力降低時(shí)，可按照下表判斷、查找除鹽設(shè)備出力降低故障可能的原因。. $ c7 a$ i  P6 t$ P+ u! w%         除鹽設(shè)備出力降低故障的判斷- N* B( - T3 j3 ?. b/ N        2 L2 6 9 L- P( N' s        設(shè)備故障2 d& G&

17、amp; 2 H9 h        # I* % J( a* x4 a1、石英砂墊層亂層。交換器底部選用石英砂墊層時(shí)，因反洗操作不當(dāng)或積污，會(huì)造成石英砂層結(jié)塊；若反洗水從局部沖出則會(huì)造成石英砂墊層亂層。石英砂墊層下面的穹型多孔板的中心，應(yīng)不開(kāi)孔，以避免底部進(jìn)水流速過(guò)高沖亂石英砂層。如果穹型板是全部開(kāi)孔的，可以在穹型多孔板下面加裝擋板，但是，不可使用縫隙式噴水頭或多孔式花籃，因?yàn)樗鼈兊某鏊魉偬撸囫沸桶逵纸?，仍然?huì)使水流集中于局部小孔噴出，沖亂石英砂層。石英砂墊層應(yīng)嚴(yán)格按照級(jí)配逐層鋪墊，每層的厚度必須均勻。在裝入樹(shù)脂前，可以進(jìn)行反洗試驗(yàn)，要求在流速達(dá)

18、到40-60m/h時(shí)，石英砂墊層不亂層，不移動(dòng)。( S1 r; Y) Q+ I" C2、中間排液裝置的損壞。逆流再生離子交換器的中排裝置損壞是常見(jiàn)的故障。中排裝置損壞的根本原因是，在樹(shù)脂層中有氣泡或干層的情況下，反洗進(jìn)水流速過(guò)高，樹(shù)脂層尚未散開(kāi)，樹(shù)脂的流動(dòng)性差，夾在干樹(shù)脂層中的中間排液裝置被向上托起而造成的。在運(yùn)行中因樹(shù)脂干層收縮，也會(huì)造成中排支管的向下彎曲。在陽(yáng)床的運(yùn)行中，樹(shù)脂層內(nèi)出現(xiàn)氣泡是因?yàn)殛?yáng)床用進(jìn)口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量，交換器在低壓（0.1-0.2Mpa）下運(yùn)行，經(jīng)交換反應(yīng)生成的碳酸變?yōu)橛坞x的CO2析出，積聚在樹(shù)脂層內(nèi)。防止CO2析出的方法是保持交換器在0.4-0.6Mpa壓力下運(yùn)行

19、。此外，如果水泵軸封漏氣，也會(huì)使空氣隨水流進(jìn)入交換器，積在樹(shù)脂層中。特別應(yīng)該指出的是設(shè)備長(zhǎng)期停用或因閥門(mén)漏水造成樹(shù)脂干層時(shí)，進(jìn)水速度一定要緩慢（2-3m/h），使樹(shù)脂層中的氣泡能慢慢逸出，不得將干樹(shù)脂層托起。中間排液裝置必須牢固地固定在專(zhuān)用的支架上，為防止中排裝置的損壞，國(guó)外曾將支管從圓形改為橢圓形（或燈泡形狀），以減緩反洗時(shí)造成的沖擊。也可將母管露置在樹(shù)脂層上部50mm處，其支管或水帽插入樹(shù)脂層中需要的高度，以減少樹(shù)脂層脹縮時(shí)對(duì)中排裝置的沖擊。開(kāi)始反洗時(shí)，流量應(yīng)小，待樹(shù)脂層內(nèi)氣泡被排出，樹(shù)脂開(kāi)始浮動(dòng)后，再加大反洗流量。中排裝置應(yīng)用不銹鋼制成，加工制造及焊接應(yīng)牢固可靠。體內(nèi)再生的混床，其中排裝

20、置的損壞也是常見(jiàn)的，高流速的混床更為嚴(yán)重。其防止措施與逆流再生交換器相同。& E0 A& B, v1 d5 M  l# S+ ?/ A3、頂部裝置的損壞。一般下向流運(yùn)行的交換器（如順流再生設(shè)備、逆流再生設(shè)備等），其頂部裝置比較簡(jiǎn)單，很少損壞。上向流運(yùn)行的交換器（如浮床、雙室浮床等），運(yùn)行時(shí)容易造成損壞。浮床的頂部裝置過(guò)去曾使用過(guò)母支管式、法蘭夾多孔板式、弧形支管式以及體外母管外插式等，經(jīng)過(guò)多年的研究和試驗(yàn)，證明使用孔板水帽式和弧形支管式效果較好。交換器頂部裝置損壞的主要原因是樹(shù)脂層頂部干層，底部進(jìn)水流速高時(shí)，樹(shù)脂層象活塞一樣壓向頂部裝置造成損壞。防止損壞的方

21、法是先用小流量水流充滿樹(shù)脂層，再加大水的流量。另外一種損壞交換器頂部裝置的原因是，采用弱型樹(shù)脂的浮床，在裝填新樹(shù)脂時(shí)，未考慮足夠的可逆轉(zhuǎn)型和不可逆膨脹的空間，樹(shù)脂膨脹時(shí)會(huì)損壞交換器的頂部裝置。4 g2 B" f7 b! s4 l5 Q& Q        4、防腐涂層脫落問(wèn)題。目前，離子交換器內(nèi)的防腐涂層，普遍采用橡膠襯里，其耐蝕性能良好。在正常的使用條件下，壽命可達(dá)10-15年，不會(huì)脫落。但是，使用環(huán)氧樹(shù)脂涂料或玻璃鋼襯里的水處理設(shè)備，時(shí)常會(huì)發(fā)生涂層脫落。涂層脫落后，酸、堿性很強(qiáng)的介質(zhì)會(huì)對(duì)設(shè)備（鋼制或混凝土制）造成嚴(yán)重腐蝕，同時(shí)，其腐

22、蝕產(chǎn)物還會(huì)嚴(yán)重污染樹(shù)脂和出水水質(zhì)。脫落的大片的環(huán)氧樹(shù)脂涂層或玻璃鋼還有可能覆蓋在布水裝置上，造成水流和再生液的偏流，使交換器不能正常運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)涂層脫落時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，將涂層脫落部分打磨、清洗干凈，重新涂敷防腐涂層。樹(shù)脂的氧化和降解: X. l4 D2 B- G0 I3 u3 Q+ U, 4 f3 u- Y樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性可以用其耐受氧化劑作用的能力表示。陽(yáng)樹(shù)脂被氧化后主要發(fā)生骨架的斷鏈，而陰樹(shù)脂則主要表現(xiàn)為季胺基團(tuán)的降解。1、陽(yáng)樹(shù)脂的氧化： 陽(yáng)樹(shù)脂被氧化后主要表現(xiàn)為骨架斷鏈，生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基團(tuán)。其反應(yīng)為：8 S/ P7 _- T+ H: T/ s+ n: I&

23、   Q& u0 W! i+ g$ p% V陽(yáng)樹(shù)脂遇到的氧化劑主要是游離氯與水反應(yīng)生成的氧，其反應(yīng)如下：# j, B" h4 t5 M3 H3 I8 8 O& o- J# L- p! L6 k% Y) q, d過(guò)去原水中的游離氯主要來(lái)自生活用水的消毒。近年來(lái)，由于天然水中有機(jī)物含量和細(xì)菌的增多，在混凝、澄清之前也需加氯，以達(dá)到滅菌和降低COD的作用，因此，必須注意游離氯對(duì)陽(yáng)樹(shù)脂的損害。再生過(guò)程中，如果使用質(zhì)量差的工業(yè)鹽酸或副產(chǎn)品鹽酸，其中含有氧化劑也會(huì)對(duì)陽(yáng)樹(shù)脂造成損害。一般要求進(jìn)入化學(xué)除鹽設(shè)備的原水中，游離氯的含量應(yīng)小于0.1mg/L。% u; n

24、+ U$ V. E7 9 D0 e2 b6 y2、防止陽(yáng)樹(shù)脂被氧化的方法： （1）活性炭過(guò)濾。防止陽(yáng)樹(shù)脂被氧化的常用方法是通過(guò)活性炭過(guò)濾?；钚蕴棵摮坞x氯的原理，不單純是吸附作用，而是一種表面上的化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)活性炭表面吸附的氯達(dá)到一定濃度時(shí)，就會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)：9 j* F2 , Y1 d  + j; l$ R4 $ Z式中：C*活性炭；CO*活性炭表面上生成的氧化物。如果有充分的氯參加反應(yīng)，CO*可以變?yōu)镃O或CO2逸出，留下的活性炭可以繼續(xù)吸附游離氯。為此，為了脫除游離氯，可以使用較高的過(guò)濾流速（約50m/h）。同時(shí)，活性炭吸著游離氯時(shí)具有很高的吸著容量（每克活性炭約可吸

25、著6.5mg以上的Cl2）。用活性炭去除水中的游離氯可以使用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：3 P* q3 q: J, K, % L/ M6 S6 V, i/ / K  q! p式中：CO進(jìn)水游離氯的含量，mg/L；C出水游離氯的含量，mg/L；L活性炭層高，m；V過(guò)濾流速，m/h。考慮到HOCl的反應(yīng)速度較慢，將上述公式修正為：  V: s0 c$ B# _6 s. 5 |0 l- E4 & n' O) h5 V* 2 + F制造活性炭的原材料一般對(duì)脫氯效率無(wú)影響。水中有膠體或高濃度的有機(jī)物存在，將會(huì)嚴(yán)重縮短活性炭作為脫氯劑的壽命?；钚蕴窟^(guò)濾器僅

26、用于脫除游離氯時(shí)，可以用漏Cl2量0.1mg/L作為終點(diǎn)?；钚蕴康膲勖呛荛L(zhǎng)的，例如：在活性炭層高0.76m，過(guò)濾速度6.1m/h的條件下，對(duì)游離氯含量2mg/L的水進(jìn)行脫氯，其使用壽命約為6年左右。（2）選用高交聯(lián)度的陽(yáng)樹(shù)脂。隨著樹(shù)脂交聯(lián)度的增大，其抗氧化性能增強(qiáng)。陽(yáng)樹(shù)脂被氧化后，由于斷鏈?zhǔn)构羌苁杷桑w積膨脹，含水量增大。大孔型陽(yáng)樹(shù)脂因?yàn)榻宦?lián)度高，具有較好的抗氧化性能。但是，隨著樹(shù)脂交聯(lián)度的增加，其交換容量降低，價(jià)格增高，因此，在實(shí)際中很少使用。  a! g& + ' f  W8 e3、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的降解：強(qiáng)堿陰樹(shù)脂遭受氧化后，主要表現(xiàn)為

27、季胺基團(tuán)的逐漸降解，而不會(huì)發(fā)生骨架的斷鏈。強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的降解主要是季胺基團(tuán)按順序分解為叔、仲、伯胺，甚至非堿性物質(zhì)。在化學(xué)除鹽工藝中，其主要表現(xiàn)為中性鹽分解容量，特別是硅交換容量的降低。強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在運(yùn)行中遇到的氧化劑主要是水中溶解氧，再生過(guò)程中遇到的氧化劑主要是堿中所含的ClO3-和FeO42-。季胺基團(tuán)受氧化的反應(yīng)，如下式所示：1 N3 n' a* & a0 u, ?1 C+ + 0 X8 w, S% L# , i強(qiáng)堿型陰樹(shù)脂的抗氧化性能優(yōu)于強(qiáng)堿型。強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在長(zhǎng)期使用中，其交換容量會(huì)逐漸降低。+ Q( A7 G1 ) ?9 C&      

28、;   4、防止強(qiáng)堿陰樹(shù)脂降解的方法（1）使用真空除氣器，減少陰床進(jìn)水中的含氧量。（2）做好堿液貯存及輸送設(shè)備的防腐工作，降低再生液的含鐵量。（3）采用隔膜法制造的純堿，降低堿液中NaClO3的含量（可降低至6-7mg/L）。（4）控制再生液溫度：型陰樹(shù)脂不得高于40；型陰樹(shù)脂不得高于35。（5）樹(shù)脂應(yīng)以氯型在低溫下保存。& , M1 J6 _/ B0 U/ R/ N+ L2 T$ F3         " n, ; m$ r! j7 2 H1 f        ! c' p&a

29、mp; j! k: H! L, 出水質(zhì)量惡化. v7 # t5 f- _0 c8 u* M+ k7 n        $ l( m. i. t/ K出水質(zhì)量是衡量化學(xué)除鹽設(shè)備運(yùn)行工況的主要指標(biāo)。出水質(zhì)量惡化是指運(yùn)行周期中間，除鹽水的電導(dǎo)率和SiO2含量明顯高于調(diào)試結(jié)果，不論其水質(zhì)指標(biāo)是否合格，都可以認(rèn)為是發(fā)生了出水質(zhì)量惡化現(xiàn)象。當(dāng)除鹽水的電導(dǎo)率或SiO2含量明顯增高時(shí)，為確定發(fā)生問(wèn)題的原因，需要測(cè)定除鹽水的pH值。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，判斷除鹽設(shè)備出水質(zhì)量惡化故障，查找發(fā)生問(wèn)題的原因。下列的情況在除鹽系統(tǒng)中是比較典型的：1、弱酸陽(yáng)床：（1）出水堿度漏泄比規(guī)定值為

30、高。這是由于再生不合適，再生劑應(yīng)為理論交換容量的110%，如采用串聯(lián)再生，則須檢查再生強(qiáng)酸樹(shù)脂后的酸量是否足夠再生弱酸樹(shù)脂。（2）出水硬度高于規(guī)定值。如用硫酸再生，可能會(huì)有硫酸鈣沉淀，這時(shí)硫酸鈣漸漸水解，將產(chǎn)生鈣硬，因此，當(dāng)用硫酸再生時(shí)，須采用分步再生方法，并實(shí)行先低濃度、高流速，后高濃度、低流速的方法再生。如串聯(lián)再生，則應(yīng)檢查強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂的再生廢液是否已稀釋。* k  P& q/ e  7 0 a2、強(qiáng)酸陽(yáng)床：（1）出水鈉漏泄高于規(guī)定值。這不太發(fā)生，如有，則應(yīng)檢查再生步驟，有時(shí)陽(yáng)床用混床再生廢液串聯(lián)再生，這時(shí)須注意混床廢液最初的15-30%須棄去

31、，否則將有鈉離子進(jìn)入陽(yáng)床，此外，混床廢液中的酸量須檢查是否足夠。（2）出水漏硬度。如果用硫酸再生，那時(shí)由于硫酸鈣沉淀，應(yīng)檢查酸的濃度（從系統(tǒng)中取樣分析）及再生流速，如水中鈣離子量超過(guò)總離子的50%，須采用分級(jí)再生，最初濃度應(yīng)不大于2%，流速為12升/小時(shí)/升樹(shù)脂。2 r" X/ : B% F% Z3、弱堿陰床：（1）出水礦物酸漏泄增加。這問(wèn)題可分為礦物酸漏泄真實(shí)增加和礦物酸漏泄表象增加。a. 礦物酸漏泄真實(shí)增加。一般出水電導(dǎo)率應(yīng)為50s/cm或以下，如再生不足，電導(dǎo)率曲線將緩慢上升，那就是出水酸度將逐步上升。建議同時(shí)測(cè)定pH值，以校核礦物酸漏泄是否真實(shí)增加，而不是表象增加。最后，如果

32、弱堿樹(shù)脂是串聯(lián)再生，那么再生強(qiáng)堿樹(shù)脂后的堿液是否足夠，它應(yīng)為理論交換容量的120-130%。b. 礦物酸漏泄表象增加。弱堿樹(shù)脂是作為礦物酸的中和劑，真正的弱堿樹(shù)脂（有90%以上的弱堿基）不會(huì)分解中性鹽如氯化鈉或硫酸鈉，因此陽(yáng)床必須運(yùn)行正常，其出水鈉漏泄很小，并須維持一定的pH。如pH大于3.5，那就是陽(yáng)床未能完全去除陽(yáng)離子，這些中性鹽流經(jīng)弱堿陰床將增加電導(dǎo)率。（2）高pH、漏鈉、電導(dǎo)率增高。這是由于陰樹(shù)脂床中混入了陽(yáng)樹(shù)脂，在堿再生時(shí)，陽(yáng)樹(shù)脂呈鈉型，在運(yùn)行中逐漸放鈉。陰床出水有鈉，是由于強(qiáng)酸陽(yáng)床出水漏鈉。（3）二氧化硅問(wèn)題。如陰床串聯(lián)再生，尤為容易產(chǎn)生此問(wèn)題，強(qiáng)堿陰床再生后的堿液中含有二氧化硅，

33、經(jīng)弱堿陰床后，又進(jìn)行了堿性中和，而使pH下降，當(dāng)達(dá)到堿液中二氧化硅等電點(diǎn)時(shí)，二氧化硅就在樹(shù)脂上沉淀下來(lái)。在以后運(yùn)行中，由于水解而使出水中二氧化硅增加。解決這問(wèn)題的方法是，再生強(qiáng)堿陰床后的堿液先排除15-30%，或?qū)A液稀釋至2%，還須保證NaOH有理論工作交換容量的130%。; / j5 j* l) x( z1 X. 4、強(qiáng)堿陰床：不論是型還是型，關(guān)鍵問(wèn)題是二氧化硅漏泄，與強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂及弱堿陰樹(shù)脂不同，強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性較低，只有60及40，否則樹(shù)脂會(huì)發(fā)生降解。如因熱及氧化作用，使強(qiáng)堿基團(tuán)損失，這樣就造成二氧化硅漏泄，因此，在運(yùn)行中須保持在溫度極限范圍內(nèi)。此外，強(qiáng)堿陰樹(shù)脂易受有機(jī)物污染，產(chǎn)生如

34、下后果：（1）pH降低；（2）電導(dǎo)率增高；（3）二氧化硅漏泄增加；（4）淋洗水量增加。其中：（1）和（2）是由于在樹(shù)脂上的有機(jī)物再生后部分水解所造成的，（3）是由于污染物的位阻效應(yīng)使NaOH再生不完全，（4）是由于污染物的兩性作用。) s/ N( Q! 4 B# z( 5、混床系統(tǒng)（1）淋洗水量增大?；齑蚕到y(tǒng)淋洗水量增大是由于樹(shù)脂的交叉污染，如NaOH與混入陰床的強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂作用，將鈉鹽存在于陽(yáng)樹(shù)脂上，或HCl(H2SO4)與混入陽(yáng)床的強(qiáng)堿陰樹(shù)脂作用，將氯根（硫酸根）存在于陰樹(shù)脂上。交叉污染主要是由于樹(shù)脂在分界面上的混雜。在這情況下，鈉及氯根（硫酸根）漏泄增大，使淋洗時(shí)間增加。經(jīng)驗(yàn)顯示，雖然沖洗

35、鈉漏泄很麻煩，但其影響不及硫酸根離子漏泄嚴(yán)重，后者在凝結(jié)水凈化系統(tǒng)中的后果尤為突出，常用的方法是將出水進(jìn)行再循環(huán)，這方法是很耗時(shí)的。采用三層混床樹(shù)脂，可減少再生劑對(duì)陽(yáng)、陰樹(shù)脂的交叉污染，使混床淋洗水量過(guò)大的弊病得到改善。/ t! z5 u  h' R( _7 * t（2）出水質(zhì)量下降?；齑蚕到y(tǒng)要求陽(yáng)、陰樹(shù)脂須充分混合。如果陽(yáng)、陰樹(shù)脂混合不好，在很多部位還是呈分層狀態(tài)，出水質(zhì)量就會(huì)降低。一個(gè)重要的事項(xiàng)是，在空氣混合時(shí)，樹(shù)脂床層上部的水層必須小于5厘米，如果樹(shù)脂床不先疏水至上述水位，那么不管空氣攪拌多么激烈，當(dāng)攪拌停止時(shí)，樹(shù)脂就按密度差別重力沉降，使陽(yáng)、陰樹(shù)脂分層，而產(chǎn)

36、生上述問(wèn)題。建議采用反常規(guī)混床樹(shù)脂，它既能使陽(yáng)、陰樹(shù)脂在反洗時(shí)徹底分層，又能在再生后均勻混合，解決了混床樹(shù)脂的混合問(wèn)題。0 O# u4 R& l1 |' D. P        0 G. u! 1 h* f, F- l        1 0 7 : h/ X  Z6 i4 T& c" v7 _) A有機(jī)物的污染及處理# L( X$ " 0 y$ ?8 T1 W, s, L' t/ T! - 一、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂遭受有機(jī)物污染的特征：1、樹(shù)脂被污染后，

37、顏色變深，從淡黃色變?yōu)樯钭厣?，直至黑色?、樹(shù)脂的工作交換容量降低，陰床的周期制水量明顯下降。3、有機(jī)酸漏入出水中，使出水的電導(dǎo)率增大。4、出水的pH值降低。正常運(yùn)行情況下，陰床出水的pH值一般在7-8范圍內(nèi)（因有NaOH漏過(guò)），樹(shù)脂遭受污染后,因有機(jī)酸的漏過(guò)，可使出水的pH值降至5.4-5.7。5、SiO2含量增大。水中所含有機(jī)酸（富維酸和腐殖酸）的解離常數(shù)大于H2SiO3，因此，附著在樹(shù)脂上的有機(jī)物可以抑制樹(shù)脂對(duì)H2SiO3的交換或排代出已吸著的H2SiO3，造成陰床SiO2過(guò)早漏過(guò)。6、清洗水用量增加。因?yàn)槲跇?shù)脂上的有機(jī)物含有大量的-COOH基團(tuán)，樹(shù)脂再生時(shí)變?yōu)?COONa，在清洗過(guò)

38、程中，這些Na+不斷被陰床進(jìn)水中的礦物酸排代出來(lái)，增加了清洗陰床的時(shí)間和用水量。2 Y1 2 c' * $ K4 Y5 Q5 B7 C' v二、有機(jī)物污染對(duì)強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的影響1、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂對(duì)有機(jī)物的吸著力。天然水中的有機(jī)物（以富維酸和腐殖酸為代表）經(jīng)過(guò)H+交換及除碳后，因pH值的降低，有機(jī)物幾乎全部以分子狀態(tài)存在于陰床進(jìn)水中。因?yàn)楦乘岱肿恿看?，疏水性?qiáng)，與強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的苯乙烯-二乙烯苯聚合的骨架具有較強(qiáng)的吸附能力-范德華力，同時(shí)，這些大分子的有機(jī)酸都含有多個(gè)羧酸基團(tuán)，與OH型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的季胺基官能團(tuán)也具有較強(qiáng)的化學(xué)親和力，因此使有機(jī)酸被強(qiáng)堿樹(shù)脂牢固地吸著于顆粒表面。強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的骨

39、架改為親水性的丙烯酸與二乙烯苯的聚合物，減少了骨架對(duì)有機(jī)酸吸附的范德華力，會(huì)使有機(jī)酸的吸著率略有降低。如將OH型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂改為Cl型，則因改變了有機(jī)酸與強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的OH之間的酸堿中和反應(yīng)，使化學(xué)親和力下降，樹(shù)脂對(duì)有機(jī)物的吸著率也會(huì)降低。這種基團(tuán)型態(tài)對(duì)有機(jī)物吸著的影響大于骨架材質(zhì)的影響。2、有機(jī)物的再生洗脫。新的凝膠型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的對(duì)有機(jī)物的吸著率很高（95%），洗脫率卻很低（15%）。隨著運(yùn)行周期的增加，吸著率基本不變，洗脫率雖從15%上升到60%以上。但是，到樹(shù)脂工作交換容量開(kāi)始降低時(shí)，洗脫率也只有60%，這說(shuō)明有機(jī)物仍不斷地在樹(shù)脂上積聚，它會(huì)進(jìn)一步降低樹(shù)脂的工作交換容量，并使出水質(zhì)量惡化。3

40、、有機(jī)物特性的影響。分子量比較大的腐殖酸，一方面由于分子量大，親水性較差，另一方面因?yàn)樗?COOH較少，所以它們主要是以范德華力吸附于樹(shù)脂的骨架上，難于洗脫。富維酸則因分子量小，含有的-COOH多，所以多以化學(xué)親和力與樹(shù)脂的多個(gè)交換基團(tuán)相結(jié)合，再生過(guò)程中較容易被洗脫。對(duì)天然水中的有機(jī)物根據(jù)其在水中的溶解度，可以分為懸浮的、膠體的和溶解的三種。對(duì)于以物理吸附作用附著于樹(shù)脂表面的懸浮有機(jī)物，可以使用加強(qiáng)過(guò)濾或?qū)ξ廴镜臉?shù)脂進(jìn)行空氣擦洗、超聲波清洗等方法去除。膠體的有機(jī)物一般是帶有負(fù)電荷的，它們的粒徑在0.2-1.0nm之間，對(duì)樹(shù)脂的污染既是物理性的，又是化學(xué)性的，可通過(guò)混凝澄清或超過(guò)濾的方法去除

41、。溶解性的有機(jī)物是污染強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的主要成分，它們以范德華力和化學(xué)親和力吸著于強(qiáng)堿陰樹(shù)脂，洗脫率低，最終影響樹(shù)脂的工作交換容量和出水質(zhì)量。4、對(duì)樹(shù)脂工作交換容量的影響。由于強(qiáng)堿陰樹(shù)脂上有機(jī)物的不斷積聚，一方面部分交換基團(tuán)被占據(jù)，再生時(shí)不能洗脫，減少了樹(shù)脂的交換容量；另一方面這些有機(jī)物會(huì)在運(yùn)行中不斷溶解，并因有機(jī)酸的酸性比H2SiO3強(qiáng)，而抵制強(qiáng)堿陰樹(shù)脂對(duì)H2SiO3的吸收，造成H2SiO3過(guò)早地在出水中漏過(guò)。因?yàn)殛幋驳氖ЫK點(diǎn)是用SiO2的漏過(guò)量確定的，所以H2SiO3過(guò)早的漏過(guò)必然會(huì)使樹(shù)脂的工作交換容量降低。后者只降低樹(shù)脂的工作交換容量，而全交換容量不變。5、對(duì)出水質(zhì)量的影響。被有機(jī)物污染的強(qiáng)

42、堿陰樹(shù)脂，因?yàn)楦街性S多大分子的有機(jī)酸，它們所含的部分被水中的礦質(zhì)酸所排代，這就造成出水電導(dǎo)率的升高。這一作用，一方面增加了清洗水的用量和清洗時(shí)間，另一方面有機(jī)酸溶入出水中也會(huì)造成出水質(zhì)量的降低。樹(shù)脂上附著的有機(jī)酸，也會(huì)逐漸溶于出水中，使出水的pH值降低，SiO2含量增大。* s( m9 + J5 q- S: o三、防止強(qiáng)堿樹(shù)脂遭受有機(jī)物污染的方法1、添加氧化劑。添加氧化劑是除去天然水中有機(jī)物的常用方法，它能起到較好的殺菌和滅藻的作用。常用的氧化劑有氯氣和臭氧。游離氯在水中分解為次氯酸，能降低天然水中80%左右的COD，但是過(guò)量的氧化劑會(huì)對(duì)凝膠型苯乙烯系強(qiáng)堿樹(shù)脂造成損害。在采用添加氧化劑方法去

43、除COD時(shí)，必須去除殘余的氧化劑，常用的方法為活性炭過(guò)濾。2、混凝-澄清過(guò)濾。當(dāng)天然水中有懸浮的和膠體的有機(jī)物時(shí)，使用混凝澄清和過(guò)濾的方法去除是很有效的。使用混凝澄清的方法還可去除粒徑在2-10mm的雜質(zhì)，對(duì)粒徑為0.2-1mm的腐殖物，大約可以去除60-80%。3、活性炭過(guò)濾?；钚蕴靠梢杂糜谖蕉喾N物質(zhì)，包括無(wú)機(jī)、有機(jī)的膠體和溶解的高分子有機(jī)物等，同時(shí)，還可以除去水中的游離氯和氯胺等。4、有機(jī)物清除器。包括Cl型有機(jī)物清除器和OH型有機(jī)物清除器。5、選擇抗污染的樹(shù)脂。包括選用大孔型樹(shù)脂、均孔樹(shù)脂、大孔型弱堿陰樹(shù)脂以及丙烯酸系強(qiáng)堿樹(shù)脂。6、丙烯酸系強(qiáng)堿樹(shù)脂的特點(diǎn)有：（1）交換容量高，交換速度快；（2）物理穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)；（3）能有效地去除天然水中的有機(jī)物，并在再生過(guò)程中能很好地洗脫。丙烯酸系強(qiáng)堿樹(shù)脂除了含有強(qiáng)堿基團(tuán)外，尚含有一定量的弱堿叔胺基團(tuán)，所以具有較高的交換容量，一般可達(dá)800-1100mol/m3R。當(dāng)進(jìn)水中弱酸陰離子/總陰離子的比值大于20%時(shí)，其工作交換容量有一定的下降，這是由于該樹(shù)脂含有一定的弱堿基團(tuán)的結(jié)果。當(dāng)水中的游離礦質(zhì)酸（簡(jiǎn)稱(chēng)FM