離子交換樹(shù)脂的理化性能及使用指引

1、一、離子交換樹(shù)脂的物理性能1 .外觀離子交換樹(shù)脂的外觀包括：顆粒的形狀、顏色、完整性以及樹(shù)脂中的異樣顆粒和雜質(zhì)等。目前各種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)外觀指標(biāo)見(jiàn)表4-1。表4-1水處理用離子交換樹(shù)脂外觀樹(shù)脂類(lèi)別常見(jiàn)外觀樹(shù)脂類(lèi)別常見(jiàn)外觀001X7棕黃色至棕褐色透明球狀顆粒D201乳白色或淺灰色不透明球狀顆粒002棕黃色至棕褐色透明球狀顆粒D202乳白色或淺灰色不透明球狀顆粒D001淺棕色不透明球狀顆粒D301乳白色或淺黃色不透明球狀顆粒D111乳白色或淺黃色不透明球狀顆粒FB乳白色不透明球狀顆粒D113乳白色或淺黃色不透明球狀顆粒YB無(wú)色透明球狀顆粒201X4淺黃色或金黃色透明球狀顆粒S-TR黃色或淺褐色球狀顆粒2

2、01X7淺黃色或金黃色透明球狀顆粒2 .水溶性浸出物將新樹(shù)脂樣品浸泡在水中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，可以在水中發(fā)現(xiàn)從樹(shù)脂中浸出許多水溶性雜質(zhì)，最明顯的是聚苯乙烯系強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。一般只要有幾天時(shí)間，浸泡樹(shù)脂的水就呈棕色，時(shí)間越長(zhǎng)顏色越深。水的顏色一般是由生產(chǎn)中殘留的低聚物和化工原料形成。浸出物的性質(zhì)一般表現(xiàn)如下：1）陰離子交換樹(shù)脂的浸出物呈陽(yáng)離子性質(zhì)，其中主要有胺類(lèi)和鈉。水溶性浸出物2）強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的浸出物為低分子磺酸鹽，這已為色譜法測(cè)定（浸出物的氧化物是硫酸根）所證明。低分子硫酸鹽可溶于水中，不斷從陽(yáng)樹(shù)脂中釋放出來(lái)，它會(huì)污染陰樹(shù)脂，因此必須控制浸出物的含量。食品工業(yè)、核工業(yè)等對(duì)樹(shù)脂的

3、水溶性浸出物有一定的限制。隨著人們對(duì)水質(zhì)的不斷提高，對(duì)一般工業(yè)所使用的樹(shù)脂的水溶性浸出物允許量也會(huì)有所限制。近年來(lái)，人們愈來(lái)愈重視強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂水溶性浸出物的危害，并要求對(duì)其進(jìn)行定量測(cè)定。因此，在新樹(shù)脂投入使用初期，最好先進(jìn)行1至2周期的試運(yùn)行，盡量清洗樹(shù)脂中的水溶性浸出物，在使用一段時(shí)間后，可取出陽(yáng)樹(shù)脂，進(jìn)行水溶性浸出物的測(cè)定，以了解對(duì)陰樹(shù)脂的污染狀況。3 .含水量指單位質(zhì)量樹(shù)脂所含的非游離水分的多少，一般用百分?jǐn)?shù)表示。一定離子型的離子交換樹(shù)脂顆粒內(nèi)的含水量是樹(shù)脂產(chǎn)品固有的性質(zhì)之一。它用單位質(zhì)量的、經(jīng)一定方法除去外部水分后的濕樹(shù)脂顆粒內(nèi)所含水分的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。離子交換樹(shù)脂的含水量與樹(shù)脂

4、的類(lèi)別、結(jié)構(gòu)、酸堿性、交聯(lián)度、交換容量、離子型態(tài)等因素有關(guān)。樹(shù)脂在使用中如果發(fā)生鏈的斷裂、孔結(jié)構(gòu)的變化、交換容量的下降等現(xiàn)象，其含水量也會(huì)隨之發(fā)生變化。因此，從樹(shù)脂含水量的變化也可以反映出樹(shù)脂內(nèi)在質(zhì)量的變化。將干態(tài)的離子交換樹(shù)脂顆粒放在水中，它就會(huì)不斷地汲取水分，一定時(shí)間后，其吸收的水量達(dá)到穩(wěn)定值，此時(shí)的含水量稱(chēng)為平衡含水量。平衡含水量和樹(shù)脂本身的狀態(tài)有關(guān)，通常稱(chēng)平衡含水量為“含水量”。吸收了平衡含水量的樹(shù)脂顆粒離開(kāi)水環(huán)境置于空氣中，顆粒表面還會(huì)附有一薄層水膜，樹(shù)脂顆粒內(nèi)仍含平衡水量。顯然，水膜是樹(shù)脂顆粒離開(kāi)水環(huán)境時(shí)的機(jī)械攜帶，其厚度主要取決于樹(shù)脂表面性質(zhì)、水的粘度、顆粒和水相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度，另

5、外樹(shù)脂顆粒之間的空隙也會(huì)夾帶水分。但是當(dāng)樹(shù)脂的水膜不斷蒸發(fā)，水膜的完整性遭破壞時(shí)，內(nèi)部水分就要逸出，久之就變?yōu)楦蓸?shù)脂。由于樹(shù)脂顆粒內(nèi)外水分無(wú)法分離，如何除去膜外水及水膜水，而又能保持內(nèi)部水分不損失是測(cè)定樹(shù)脂含水量的關(guān)鍵。1）常用凝膠型強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的含水量波動(dòng)較小，各地產(chǎn)品大致相同，工藝較穩(wěn)定。2）國(guó)產(chǎn)苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂201X4、201X7含水量的差別比較大，這是各廠產(chǎn)品交換容量相差較大、反應(yīng)時(shí)形成的副交聯(lián)程度不同等原因所致。3）大孔樹(shù)脂含水量要比相同交聯(lián)度凝膠型樹(shù)脂的含水量高。大孔樹(shù)脂的孔隙度沒(méi)有明確規(guī)定，因此含水量有較大的差別。如特大孔的AmberliteIRA-938強(qiáng)堿性陰

6、離子交換樹(shù)脂的含水量可達(dá)80%（氫氧型）左右，而同類(lèi)的凝膠型樹(shù)脂含水量為56%左右。含水量越高，越有利于離子擴(kuò)散；含水量越低，體積全交換容量越O4）同種樹(shù)脂含水量隨離子型態(tài)的不同而不同。一種基團(tuán)帶有不同離子時(shí)，其結(jié)合水的能力不同，樹(shù)脂含水量就不同。因此在表示樹(shù)脂含水量時(shí)，必須指明離子型態(tài)。4 .密度離子交換樹(shù)脂的密度分為濕真密度、濕視密度和裝載密度。濕真密度是指單位真體積濕態(tài)離子交換樹(shù)脂的質(zhì)量（單位g/ml）。濕視密度是指單位視體積濕態(tài)離子交換樹(shù)脂的質(zhì)量（單位g/ml）。裝載密度是指容器中樹(shù)脂顆粒經(jīng)水力反洗自然沉降后單位樹(shù)脂體積濕態(tài)離子交換樹(shù)脂的質(zhì)量（單位g/ml）。所謂濕態(tài)離子交換樹(shù)脂，是指

7、吸收了平衡水量并除去外部游離水分后的樹(shù)脂。為使各種密度的測(cè)定結(jié)果有可比性，在測(cè)定樣品時(shí)都應(yīng)使之處于這種濕狀態(tài)。真體積是指離子交換樹(shù)脂顆粒本身的固有體積，它不包括顆粒間的空隙體積。視體積是指離子交換樹(shù)脂以緊密的無(wú)規(guī)律排列方式在量器中占有的體積，它包括顆粒間的空隙體積和樹(shù)脂顆粒本身的固有體積。5 .粒度和粒度分布一般用懸浮法制得的球狀顆粒的粒徑并不一致，大體上處在0.2mm-1.5mm范圍內(nèi)（經(jīng)篩分取0.3mm1.2mm的顆粒用于制造樹(shù)脂），其中0.3mm0.6mm的占60%左右，0.6mm1.0mm的占30始右。未經(jīng)篩分的樣品中，各種粒徑的白球所占體積百分?jǐn)?shù)一般呈正態(tài)分布函數(shù)關(guān)系（分布曲線(xiàn)是對(duì)稱(chēng)

8、的）。如果在正態(tài)概率座標(biāo)紙上作圖，其粒徑和體積累計(jì)百分?jǐn)?shù)的關(guān)系是一直線(xiàn)。經(jīng)過(guò)篩分的樹(shù)脂，其粒徑分布就不呈正態(tài)函數(shù)形式（在正態(tài)概率座標(biāo)紙上，其粒徑和體積累積百分?jǐn)?shù)的關(guān)系就不是直線(xiàn)）。在一般情況下，樹(shù)脂顆粒的粒徑是連續(xù)分布的，不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)來(lái)描述這種粒徑的大小。僅規(guī)定粒徑范圍（如0.3mm1.2mm的顆粒體積占全部體積的95犯上）是不合理的。因?yàn)樵谶@樣粒徑范圍內(nèi)可能有大部分樹(shù)脂的顆粒粒徑為0.3mm0.6mm,也可能為0.6mm-1.0mm,這兩種情況都符合規(guī)定的范圍，但顆粒大小相差甚遠(yuǎn)。為了正確說(shuō)明商品用離子交換樹(shù)脂的顆粒大小，應(yīng)該用4個(gè)指標(biāo)：范圍粒度、有效粒度和均一系數(shù)、下限粒度（或上限粒

9、度）。6 .機(jī)械性能離子交換樹(shù)脂的機(jī)械性能（即保持顆粒的完整性），是十分重要的性能。在使用中，如果樹(shù)脂顆粒不能保持其完整性，發(fā)生破裂或破碎，會(huì)給使用帶來(lái)困難。主要表現(xiàn)為：破碎樹(shù)脂在反洗時(shí)排出、細(xì)末漏過(guò)通流部分進(jìn)入后續(xù)設(shè)備，結(jié)果導(dǎo)致樹(shù)脂層高下降、交換容量降低、水流阻力增加、污染后續(xù)設(shè)備中的樹(shù)脂、系統(tǒng)出水水質(zhì)下降、進(jìn)入高溫系統(tǒng)污染水汽品質(zhì)等。所以應(yīng)對(duì)樹(shù)脂的機(jī)械性能或物理強(qiáng)度有一定要求。7 .不可逆膨脹和轉(zhuǎn)型膨脹新離子交換樹(shù)脂的體積是不穩(wěn)定的，由于生產(chǎn)過(guò)程時(shí)間短，高分子鏈的纏結(jié)，所以未能充分膨脹，經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期的使用，高分子骨架充分膨脹開(kāi)，樹(shù)脂體積才穩(wěn)定下來(lái)。裝入交換器的樹(shù)脂層高度，在使用幾個(gè)期后會(huì)增

10、加。因?yàn)檫@種膨脹是不可逆的，故稱(chēng)不可逆膨脹。影響樹(shù)脂不可逆膨脹的因素，主要是樹(shù)脂制造工藝的后處理。如后處理時(shí)間較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)型和清洗又比較充分，則不可逆膨脹就比較小。樹(shù)脂的離子型態(tài)不同，其體積也不相同。當(dāng)樹(shù)脂從一種離子型態(tài)變?yōu)榱硪环N離子型態(tài)時(shí)，樹(shù)脂的體積就發(fā)生了變化。這種變化稱(chēng)為轉(zhuǎn)型膨脹，是一種可逆膨脹。當(dāng)恢復(fù)成原來(lái)的離子型態(tài)時(shí)，樹(shù)脂的體積也恢復(fù)為原來(lái)的值。各種離子形態(tài)樹(shù)脂的體積不同、樹(shù)脂中離子交換基團(tuán)解離的能力不同以及親水能力不同等是引起樹(shù)脂轉(zhuǎn)型體積變化的原因。如果樹(shù)脂骨架上某種離子能形成氫鍵、離子架橋等作用時(shí)，會(huì)使樹(shù)脂體積發(fā)生較大的變化。8 .耐熱性與抗氧化性（1）耐熱性離子交換樹(shù)脂的耐熱性表示

11、其在受熱時(shí)保持其理化性能的能力。如I型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂耐熱性差，說(shuō)明其受熱后的強(qiáng)堿基團(tuán)易降解或脫落，使交換容量下降、堿性降低，影響使用效果。通過(guò)對(duì)耐熱性的研究，可以確定：樹(shù)脂長(zhǎng)期使用的允許溫度；不同離子型態(tài)時(shí)樹(shù)脂耐熱性的差別；樹(shù)脂結(jié)構(gòu)和耐熱性關(guān)系；熱分解產(chǎn)物。（2）抗氧化性由苯乙烯和二乙烯苯交聯(lián)的共聚物受氧化劑作用時(shí)是比較穩(wěn)定的。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在3%HO內(nèi)（含F(xiàn)e3+）加熱至70C,經(jīng)24h后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有所損失。損失的量和交聯(lián)度有關(guān)：在交聯(lián)1%寸，損失62%在交聯(lián)2%時(shí)，損失46%;在交聯(lián)為8%寸，損失11.6%。這說(shuō)明了交聯(lián)度對(duì)樹(shù)脂抗氧化性能有很大的關(guān)系，即交聯(lián)度越高，樹(shù)脂的抗氧化性

12、越好。水中的重金屬離子是氧化降解的催化劑，尤其是鐵和銅。強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂氧化產(chǎn)生的低分子有機(jī)磺酸（水溶性的），可以從樹(shù)脂中溶出，隨水而進(jìn)入后續(xù)陰床，污染陰樹(shù)脂。在水處理系統(tǒng)中，最容易遭受氧化的是第一級(jí)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，因此對(duì)進(jìn)入除鹽系統(tǒng)的水中含氯量有所規(guī)定。強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂也易遭受氧化，但進(jìn)水中游離氯主要在第一級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂交換器中即被吸收，因而它受氧化的現(xiàn)象較小。二、離子交換樹(shù)脂的化學(xué)性能1 .交換容量(1)質(zhì)量全交換容量通常稱(chēng)質(zhì)量全交換容量為全交換容量，它表示的是單位質(zhì)量樹(shù)脂所具有的全部交換基團(tuán)的數(shù)量。它是離子交換樹(shù)脂固有性質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，反映在實(shí)際使用中可交換離子量的極限值。質(zhì)量全交換容量是指

13、干基交換容量，單位為mmol/g。離子交換樹(shù)脂質(zhì)量全交換容量是由其本身結(jié)構(gòu)決定的，和外界條件無(wú)關(guān)。(2)干基和濕基交換容量在實(shí)際中，經(jīng)常使用的是濕態(tài)樹(shù)脂的體積交換容量，它表示單位體積完全浸泡在水中的樹(shù)脂所具有的交換基團(tuán)總量。濕態(tài)體積全交換容量和干基質(zhì)量全交換容量有如下關(guān)系：式中：qv體積全交換容量，濕態(tài)；q質(zhì)量全交換容量，干基；x含水量；ds濕視密度。(3)基團(tuán)容量某些離子交換樹(shù)脂具有兩種或兩種以上的離子交換樹(shù)脂基團(tuán)，它們各有不同的特性?；鶊F(tuán)交換容量是用來(lái)表示質(zhì)量或單位體積樹(shù)脂中某種離子交換基團(tuán)的量(如磺酸基團(tuán)容量、竣酸基團(tuán)容量、季胺基團(tuán)容量、仲胺基團(tuán)容量等)。(4)平衡交換容量平衡交換容量用

14、于表示達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)單位質(zhì)量或單位體積的樹(shù)脂中參于反應(yīng)的交換基團(tuán)的量。它表示在給定條件下，該樹(shù)脂可能發(fā)揮的最大交換容量，是離子交換體系的重要參數(shù)。平衡交換容量和平衡條件有關(guān)，它不是一個(gè)恒定值，平衡條件不同，平衡交換容量就不同。在同一條件下，不同樹(shù)脂的平衡交換容量也不同，它反映了樹(shù)脂化學(xué)性能的不同。(5)交換容量和離子型態(tài)由于反離子種類(lèi)不同，每個(gè)單元交換基團(tuán)的質(zhì)量也不相同。例如1摩爾的離子交換基團(tuán)RSO3Na勺質(zhì)量為x(約為222g),則當(dāng)它變?yōu)镽SO3用寸，即交換基團(tuán)中的鈉離子被氫離子所取代，質(zhì)量減少為x-(23-1)g(約為200g)。在計(jì)算單位質(zhì)量(如1000g)樹(shù)脂中交換基團(tuán)的量時(shí)，顯然

15、由于反離子不同，其交換容量不同，前者約為4.5mmol/g(鈉型)后者約為5.0mmol/g(氫型)。在計(jì)算樹(shù)脂交換基團(tuán)時(shí)必須注意其離子型態(tài)。2 .陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換容量常用的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是聚苯乙烯骨架經(jīng)磺化反應(yīng)而得，反應(yīng)后苯環(huán)上接上磺酸基-SOH,可能含有少量的弱酸基-COOH常用的弱酸樹(shù)脂是聚丙稀酸甲酯經(jīng)水解反應(yīng)而得，反應(yīng)后聚合物上酯基變?yōu)榭⑺峄?COOH但不會(huì)帶有磺酸基。因此常用強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂交換容量測(cè)定包括測(cè)定全交換容量及基團(tuán)交換容量，而常用弱酸樹(shù)脂只測(cè)定全交換容量即是弱酸基團(tuán)容量。按上述原理制訂的方法測(cè)定了一些陽(yáng)樹(shù)脂的交換容量，結(jié)果見(jiàn)表4-2o表4-2陽(yáng)樹(shù)脂交換容量測(cè)定結(jié)果mmo

16、l/g樹(shù)脂牌號(hào)全交換容量強(qiáng)酸基團(tuán)容弱酸基團(tuán)容量001X75.094.990.10001X104.944.830.11001X14.54.734.560.17D001X164.364.640.22D11311.3611.36表3-13數(shù)據(jù)表明，同類(lèi)樹(shù)脂001X7、001X10、001X14.5的交換容量隨交聯(lián)度增大而減少。D001X16大孔樹(shù)脂磺化反應(yīng)溫度較其它樹(shù)脂高，其產(chǎn)生弱酸基的量也較大。3 .陰離子交換樹(shù)脂交換容量陰離子交換樹(shù)脂交換容量測(cè)定包括對(duì)強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)煞N陰樹(shù)脂的全交換容量、強(qiáng)堿基團(tuán)及弱堿基團(tuán)容量的測(cè)定。表4-3列舉了一些陰樹(shù)脂測(cè)定結(jié)果，可以看出：（1）無(wú)論何種聚苯乙烯類(lèi)陰樹(shù)脂都存

17、在強(qiáng)、弱兩種基團(tuán)，新的強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂中含有約10%勺弱堿基團(tuán)，而弱堿陰樹(shù)脂中可能含有約15%勺強(qiáng)堿基團(tuán)；表4-3常用陰樹(shù)脂交換容量測(cè)定結(jié)果mmol/g（干）樹(shù)脂牌號(hào)全交換容量強(qiáng)堿基團(tuán)容量弱堿基團(tuán)容量201X7(1)3.933.800.13201X7(2)3.453.250.20D301(1)4.590.623.97D301(4)5.100.534.57D2014.303.730.57AmberliteIRA4024.34.240.06AmberliteIRA4103.633.150.48AmberliteIRA-934.760.234.53BtratabedIRA-935.210.394

18、.824 .離子交換的選擇性順序在離子交換水處理的實(shí)際應(yīng)用中，我們常常需要知道在許多離子的混合液中哪一種離子易被吸取，哪一種離子較難被吸取的次序，即所謂選擇性順序。此種性能與它們呈離子交換平衡時(shí)的相對(duì)量有關(guān)。對(duì)于陽(yáng)離子交換來(lái)說(shuō)，此種順序的規(guī)律性比較明顯。在稀溶液中，常見(jiàn)陽(yáng)離子的選擇性順序如下：Fe3+>Al3+>Cci+>Mg+>K>NH+>Nd>H+這可歸納為兩個(gè)規(guī)律：離子所帶電荷量愈大，愈易被吸??；當(dāng)離子所帶電荷量相同時(shí)，離子水合半徑較小的易被吸取。H+的位置向前移動(dòng)，例如竣酸型樹(shù)脂對(duì)H+的選擇性，居于Fe3+之前。對(duì)于弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂，在濃溶液中，選

19、擇性順序有一些不同，某些低價(jià)離子會(huì)居于高價(jià)離子前。至于陰離子交換的選擇性順序，情況要比陽(yáng)子交換復(fù)雜。通過(guò)研究得知，在淡水的離子交換除鹽處理系統(tǒng)中，即進(jìn)水是稀溶液時(shí)，陰子的選擇性順序?yàn)椋?03- （+HSO）>Cl->HCO>HSiQ-據(jù)此，可以推知，OH離子交換樹(shù)脂對(duì)于水中常見(jiàn)陰離子的選擇性順序，遵循以下三條規(guī)律：1 ）在強(qiáng)弱酸混合的溶液中，OHK子交換樹(shù)脂易吸取強(qiáng)酸的陰離子；2）濃溶液與稀溶液相比，前者利于低價(jià)離子被吸取，后者利于高價(jià)離子；3）在濃度和價(jià)數(shù)等條件相同的情況下，選擇性系數(shù)大的易被吸取。三、離子交換樹(shù)脂工藝性能2 .工作交換容量（1）基本概念工作交換容量是指在一

20、定條件下，一個(gè)交換周期中單位體積樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)的離子交換量，即從再生型離子交換基團(tuán)變?yōu)槭突鶊F(tuán)的量。它可以用下式計(jì)算：q工=qv（R初R殘）式中：q-樹(shù)脂工作交換容量，mmol/L；q'v樹(shù)脂體積全交換容量，mmol/L；R初一一整個(gè)樹(shù)脂層平均初始再生度；R殘一一整個(gè)樹(shù)脂層平均殘余再生度。樹(shù)脂的工作交換容量除了和樹(shù)脂本身的性能有關(guān)以外，還和工作條件有關(guān)。工作條件包括下列內(nèi)容：樹(shù)脂開(kāi)始工作的狀態(tài)，即樹(shù)脂的再生度。對(duì)給定的樹(shù)脂層，再生度與再生前樹(shù)脂層的離子成分及分布情況有關(guān)，也與再生條件（再生劑種類(lèi)、濃度、用量、再生液溫度、流速、配制再生液用水質(zhì)量等）有關(guān)。（2）影響工作交換容量的因素1）影響

21、R初的因素它包括水源的成分、雜質(zhì)濃度、溫度、流速及對(duì)出水水質(zhì)要求、樹(shù)脂層高度、運(yùn)行方式、設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理性等。a樹(shù)脂的酸堿性弱型樹(shù)脂對(duì)氫離子或氫氧根離子的親和力最大，所以它的再生度比較高；強(qiáng)型樹(shù)脂則相反，再生度較低。n型強(qiáng)堿樹(shù)脂的堿性比I型強(qiáng)堿樹(shù)脂的弱，所以在一般再生狀況下，它的再生度較高，初始容量也較高。b再生劑用量再生劑用量越大，樹(shù)脂的再生度越高，但隨著再生劑用量的增大，再生度增加的幅度越來(lái)越小，最后趨于平穩(wěn)。c再生劑純度樹(shù)脂再生度與再生劑的純度有關(guān)。從離子交換平衡可知，再生劑純度越高，再生度也越Od再生液溫度再生液的溫度會(huì)影響選擇性系數(shù)和離子交換的速度，從而影響再生度。強(qiáng)堿樹(shù)脂的再生溫度還

22、會(huì)影響硅的聚結(jié)程度，從而影響其再生程度。e再生液流速為了保證樹(shù)脂和再生液有足夠的接觸時(shí)間，必須限制再生液流速。為了防止在再生過(guò)程析出硫酸鈣沉淀和產(chǎn)生膠體硅，又必須保證足夠的再生液流速（為此，往往降低再生液濃度，以保證足夠的再生時(shí)間和再生流速）。f再生液濃度在保證足夠的再生時(shí)間，且不會(huì)析出沉淀和形成膠硅的情況下，較濃的再生液對(duì)樹(shù)脂獲得較高的再生度是有利的。g失效樹(shù)脂的離子組成不同離子的選擇性不同，在同樣再生條件下，失效樹(shù)脂的離子組成不同，再生度也不同。2）影響R殘的因素水中離子總量水中欲被去除的離子總量越大，工作層高度越高，殘留再生度也越高。水中離子組成欲被去除的離子和樹(shù)脂的親和力越大，樹(shù)脂殘留

23、容量就越低。這對(duì)再生不利，因此，對(duì)于一定的工藝（如逆流、順流）和一定的再生工況，水中反離子的組成在某一比例下有最大的交換容量。同名離子（和欲被去除離子電荷相反的離子）中能和樹(shù)脂上取代下來(lái)離子形成解離物質(zhì)的離子（如HCQ-、H+）比例越大，越有利于交換，殘留容量就越小。運(yùn)行流速根據(jù)離子交換速度可知，運(yùn)行流速對(duì)弱型樹(shù)脂的離子交換過(guò)程影響較大，其工作層高度隨流速的提高而增加，因而殘留容量也隨著增加。強(qiáng)型樹(shù)脂的殘留容量受流速影響較小。運(yùn)行水溫和運(yùn)行流速一樣，溫度對(duì)弱型樹(shù)脂的離子交換影響較大，運(yùn)行水溫越高，殘留容量就越低。3）樹(shù)脂層高度從整個(gè)樹(shù)脂層看，殘留容量的分布是不均勻的。出水端處工作層內(nèi)樹(shù)脂的殘留

24、容量最多。在一定條件下運(yùn)行時(shí)，工作層高度和樹(shù)脂層高度有關(guān)。因此，樹(shù)脂層高度越大，工作交換容量就越大。4）樹(shù)脂的性質(zhì)除了樹(shù)脂層高度以外，上述的每一項(xiàng)都和樹(shù)脂本身的性質(zhì)有關(guān)，它包括樹(shù)脂的體積全交換容量、選擇性系數(shù)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（這些均已在前面作過(guò)介紹）。僅就一對(duì)離子的交換而言，樹(shù)脂的工作交換容量就受到上述諸因素的影響，其中有些影響尚不能用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)關(guān)系表示，而各因素又互相交叉影響。當(dāng)有幾種離子同時(shí)發(fā)生離子交換，以及交換結(jié)果形成難解離物質(zhì)，則離子交換現(xiàn)象變得很復(fù)雜。在實(shí)際運(yùn)行中，離子交換設(shè)備還會(huì)出現(xiàn)水流分布不均的現(xiàn)象，同一層面上各點(diǎn)的樹(shù)脂再生度和失效度也不同。樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后，其性能會(huì)發(fā)生一定

25、的變化或受到一定程度的污染。這些都使得很難對(duì)離子交換樹(shù)脂的工作交換容量作定量的描述。5）標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定結(jié)果根據(jù)以上所述，在不同條件下測(cè)定的工作交換容量沒(méi)有可比性，只有在一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)條件下（如ASTM所規(guī)定的統(tǒng)一條件）測(cè)定的工作交換容量才具有可比性，才能用于比較不同生產(chǎn)廠的產(chǎn)品。表4-4介紹某些樹(shù)脂在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下測(cè)得的工作交換容量值。表4-4離子交換樹(shù)脂工作交換容量參考指標(biāo)樹(shù)脂牌號(hào)工作交換容量mmol/L測(cè)定方法001X7>1350ASTM1782D001>1200ASTM1782201X7>500ASTM3087201X4>600ASTM3087D201>450

26、ASTM3087202>850ASTM3087D202>650ASTM3087D301>1050ASTM3087D111>2000進(jìn)水硬度與堿度比1、運(yùn)行終點(diǎn)漏過(guò)堿度10%,再生用酸量200g/LHClD113>1600同D111、再生用酸量250g/LHCl3 .再生劑耗、比耗（通常分別稱(chēng)為鹽耗、酸耗或樹(shù)脂失效后，用相應(yīng)的鹽、酸或堿再生以恢復(fù)其工作能力。一般用再生劑耗堿耗）、比耗來(lái)衡量樹(shù)脂再生能力。再生離子交換過(guò)程也受樹(shù)脂對(duì)各種離子的選擇性和它的動(dòng)力學(xué)性能影響，容易再生和再生速度快的樹(shù)脂耗用的再生劑量較小。根據(jù)離子交換的選擇性可知，用酸或堿再生弱型樹(shù)脂時(shí)反應(yīng)容易

27、進(jìn)行，耗用的再生劑少。強(qiáng)型樹(shù)脂的再生效果，和再生工藝關(guān)系很大，和失效樹(shù)脂中高價(jià)離子比例有關(guān)。這些情況都可以從再生劑耗或比耗反映出來(lái)。在失效的樹(shù)脂中再生每摩爾交換基團(tuán)所耗用的再生劑質(zhì)量（g）稱(chēng)為再生劑耗（單位為g/mol）。在樹(shù)脂中再生每摩爾交換基團(tuán)所耗用的HCl或NaOH勺摩爾數(shù)稱(chēng)為比耗（單位是mol/mol）,通常以無(wú)量綱形式表示。理論上再生1mol的失效型交換基團(tuán)應(yīng)耗用1mol的NaOHHCl。因此，比耗表示了再生劑實(shí)際用量是理論用量的倍數(shù)。顯然，在用HCl和NaOHM生時(shí)，比耗越接近于1,再生效率越高。當(dāng)采用多元酸（噸SO）或多元堿來(lái)分別再生有離子交換樹(shù)脂或陰離子交換樹(shù)脂時(shí)，由于再生液濃

28、度較高，她們不能按理論值離解出全部H+或OH來(lái)。如1molH2SO并不一定解離出2mol的實(shí)際解離出來(lái)的H+量是一個(gè)變值（隨再生工況而變）。通常將HSQ作二級(jí)解離來(lái)計(jì)算，結(jié)果硫酸再生的比耗往往高于鹽酸再生的比耗。但這并不能說(shuō)明硫酸再生能力低于鹽酸。根據(jù)以上原因，一元酸、堿與多元酸、堿的比耗是不能類(lèi)比的。再生時(shí)耗用的再生劑量是很容易計(jì)算的。如以采用酸、堿計(jì)量箱的再生系統(tǒng)為例，若計(jì)量箱中再生液的濃度為c（衿每次再生用再生液的體積為V（m3）,則耗用再生劑量（M）為：M=cxvxd式中：d再生劑溶液密度，Kg/m3。但要計(jì)算再生的交換基團(tuán)量是十分困難的，直接測(cè)定再生時(shí)從交換基團(tuán)上再生下來(lái)的離子量也是

29、困難而復(fù)雜的。如果樹(shù)脂的再生和交換過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定工況，即一周期交換量和前后兩周期交換量相等時(shí)，則樹(shù)脂在一周期中吸收的離子必定被全部排代交換下來(lái)。下周期吸收的離子量，必定是上周期被取代下來(lái)的離子量。此時(shí)，單位體積中得到再生的交換基團(tuán)量必等于工作交換容量（這樣不用測(cè)定再生排代量就可以求出再生基團(tuán)量）。顯然，當(dāng)離子交換過(guò)程處于不穩(wěn)定工況時(shí)，不能采用這種方法（而不穩(wěn)定工況的再生劑耗比耗是沒(méi)什么實(shí)用意義的）。根據(jù)以上所述，計(jì)算再生劑耗的公式為：式中：R再生劑耗，g/mol；M周期再生劑用量，g；q工工作交才容量，mol/m3；Vr樹(shù)脂體積，n3。比耗的計(jì)算公式為：Ro=R/Mo（1.63）式中：Ro比耗，

30、mol/mol（或無(wú)量綱）；R再生劑耗，g/mol；Mo再生劑摩爾質(zhì)量數(shù)，g/mol。所謂再生劑摩爾質(zhì)量數(shù)是指能生成1摩爾的H、OHNa等的再生劑質(zhì)量。根據(jù)上述，對(duì)多元酸或多元堿（按其全部解離計(jì)算），硫酸再生劑摩爾質(zhì)量數(shù)是49g/mol（不是硫酸摩爾質(zhì)量數(shù)）；鹽酸、氫氧化鈉的再生劑摩爾質(zhì)量數(shù)分別為36.5和40g/mol;其余類(lèi)推。在一般情況下，各種樹(shù)脂的再生劑耗、比耗如表4-5所示。表4-5各種離子交換樹(shù)脂的再生劑耗和比耗（供參考）樹(shù)脂再生工藝再生劑耗g/mol比耗強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂順流NaCl100200HCl>73H2SO100150NaCl2HCl>2HSO23對(duì)流NaC

31、l180100HCl5055HSO<70NaCl1.4HCl1.41.5HSO<1.9弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂HCl3844HCl1.051.2強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂順流8012023對(duì)流液堿6065固堿4860液堿1.51.6固堿1.21.4弱堿性陰離子交換樹(shù)脂44481.11.24 .自用水率整個(gè)離子交換周期包括反洗、再生、清洗和交換等過(guò)程。根據(jù)床層干凈程度，定期或不定期的反洗，要耗用一定量的水。再生時(shí)要耗用一定量的水來(lái)配再生劑溶液，置換時(shí)也要耗用相當(dāng)于床層12倍體積的水,清洗時(shí)還要耗用更多的水。每周期耗用的這些水量的和與周期制水量的比，稱(chēng)為離子交換設(shè)備的自用水率。其中清洗用水量最大，它和樹(shù)脂的性能

32、有直接的關(guān)系。所以自用水率也表示了樹(shù)脂的一種性能。新品種樹(shù)脂在投入使用前，必須測(cè)定自用水率。自用水中再生和置換用水量是比較小的，一般可計(jì)算而得。但清洗用水量和樹(shù)脂結(jié)構(gòu)及樹(shù)脂污染情況等有關(guān)，是一個(gè)變值，需實(shí)際測(cè)定。一般說(shuō)來(lái)，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂清洗用水量較少，清洗時(shí)間約為20min；陰樹(shù)脂清洗用水量較大，清洗時(shí)間約為40min。自用水率計(jì)算公式如下：3式中：Rv樹(shù)脂自用水率，；W配制再生Y用水量，m；W置換用水量，m3；W清洗用水量，m3；W反洗用水量，m3;QT周期制水量，,。各種用水量計(jì)算公式為：W=VrXnW3=QhXt1W4=Q2Xt2式中：Q工樹(shù)脂工作交換容量，mol/m3；Vr樹(shù)脂體積，m

33、3R再生劑耗，g/mol；cl再生液質(zhì)量百分濃度，%c2濃再生液的百分含量（以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)），%d水的密度，g/mL；n設(shè)計(jì)置換水倍率；Q1清洗水流量，m3/h；Q2反洗水流量，m3/h；t1清洗時(shí)間，h；t2反洗時(shí)間，ho如果不是每周期都進(jìn)行反洗，則每次反洗用水量按周期數(shù)平均分配計(jì)算。當(dāng)離子交換設(shè)備完好時(shí)，如發(fā)現(xiàn)清洗水用量逐漸增大，這是樹(shù)脂性能劣化的一種反映（它表示樹(shù)脂受到污染或有其它樹(shù)脂的混雜）。通常以清洗時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判斷清洗水用量的情況。在設(shè)計(jì)水處理系統(tǒng)時(shí)，必須考慮各級(jí)設(shè)備的自用水量。從考慮整個(gè)水處理系統(tǒng)時(shí)，前級(jí)設(shè)備總制水量不但包括陽(yáng)床本身用水，還包括后級(jí)設(shè)備用水，計(jì)算設(shè)備制水量時(shí)必須考慮

34、自用水量。各種設(shè)備自用水的種類(lèi)(如清水、氫交換水、除鹽水)和離子交換工藝有關(guān)。系統(tǒng)的各種自用水率的定義及計(jì)算方法可從有關(guān)水處理書(shū)籍查找。四、離子交換樹(shù)脂的使用方法1.存放離子交換樹(shù)脂不能露天存放，存放處的溫度為0-40C。當(dāng)存放處溫度稍低于0c時(shí)，應(yīng)向包裝內(nèi)加入澄清的飽和食鹽水、浸泡樹(shù)脂。此外，當(dāng)存放處溫度過(guò)高時(shí)，樹(shù)脂容易脫水，還會(huì)加速陰樹(shù)脂的降解。一旦樹(shù)脂失水，使用時(shí)不能直接加水(這會(huì)引起樹(shù)脂破裂，尤其是凝脫型樹(shù)脂)，可用澄清的飽和食鹽水浸泡，然后再逐步加水稀釋、洗去鹽分，貯存期間應(yīng)使其保持濕潤(rùn)。長(zhǎng)時(shí)期存放的樹(shù)脂，應(yīng)定期檢查其是否失水。強(qiáng)堿陰樹(shù)脂不宜長(zhǎng)期存放，即使貯存處溫度低于40C,也會(huì)有

35、所降解，有胺釋放出來(lái)。存放處應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施。離子交換樹(shù)脂應(yīng)分類(lèi)存放，并有明顯的標(biāo)志。一種樹(shù)脂不能改裝在另一類(lèi)樹(shù)脂的包裝容器內(nèi)，否則應(yīng)清除原有標(biāo)志，增添永久性的新標(biāo)志。一旦標(biāo)志模糊或失落，必須進(jìn)行鑒別，重新標(biāo)志。2.裝填在向離子交換設(shè)備內(nèi)裝樹(shù)脂前，必須做好下列準(zhǔn)備工作：(1)徹底清掃設(shè)備；(2)各通流部位經(jīng)過(guò)檢查，確認(rèn)安裝可靠，不跑漏樹(shù)脂；(3)水壓試驗(yàn)合格；(4)測(cè)定正常流速下設(shè)備的壓差，為測(cè)定樹(shù)脂層壓差作好準(zhǔn)備；(5)計(jì)算應(yīng)裝樹(shù)脂數(shù)量時(shí)，應(yīng)考慮到樹(shù)脂離子型及可逆膨脹。一般裝填量寧少勿多。因?yàn)樯傺b可補(bǔ)裝，多裝的樹(shù)脂取出后，往往因無(wú)法抽濾除去多余水分而難以貯存。當(dāng)用水力裝卸器裝填樹(shù)脂時(shí)，事先要仔細(xì)

36、清洗裝卸器，防止異類(lèi)樹(shù)脂混入。用澄清水裝填陽(yáng)樹(shù)脂，用除鹽水裝填陰樹(shù)脂。在裝入樹(shù)脂前先往交換器內(nèi)裝入1m左右的水層，樹(shù)脂從上進(jìn)脂口進(jìn)入設(shè)備時(shí)就不會(huì)直接沖擊底部裝置和墊層。按設(shè)計(jì)數(shù)量裝完樹(shù)脂后，測(cè)量層高，在符合要求后封閉設(shè)備。對(duì)樹(shù)脂層進(jìn)行反洗、沉降、排水、打開(kāi)設(shè)備，平整樹(shù)脂層，將漂至樹(shù)脂層上的細(xì)顆粒樹(shù)脂刮去。對(duì)于大孔樹(shù)脂，尤其是弱酸樹(shù)脂，還應(yīng)檢查有否軟球和透明球，它們易粘在通流部位上，即使數(shù)量很少，也會(huì)影響正常使用，必須在使用前除去。經(jīng)除去細(xì)顆粒和異樣顆粒以后，還應(yīng)補(bǔ)入相應(yīng)數(shù)量的樹(shù)脂，保證層高符合設(shè)備要求。3.投運(yùn)前的處理在正式投運(yùn)前應(yīng)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行預(yù)處理，最好的辦法是用酸堿反復(fù)處理兩次，即按樹(shù)脂床層

37、體積的5倍量通過(guò)1mol/l的酸和堿(要注意轉(zhuǎn)型膨脹對(duì)設(shè)備的損害。當(dāng)用硫酸時(shí)要加大流量，防止結(jié)硫酸鈣)，在進(jìn)酸堿之間，必須用水洗至中性。若設(shè)備和系統(tǒng)不能進(jìn)行酸堿處理時(shí)，可將樹(shù)脂再生兩次，清洗干凈后投入使用。如果處理不徹底，初期運(yùn)行的幾個(gè)周期出水水質(zhì)較差，以后才達(dá)到正常的出水指標(biāo)。五、樹(shù)脂使用中可能出現(xiàn)問(wèn)題1 .反洗流失反洗流量過(guò)大或反洗操作失常，會(huì)發(fā)生樹(shù)脂流失，在地溝及廢水池中常發(fā)現(xiàn)有大量樹(shù)脂。2 .通流部位損壞樹(shù)脂從設(shè)備中漏出，進(jìn)入后級(jí)設(shè)備或供水系統(tǒng)，造成后級(jí)設(shè)備運(yùn)行困難，出水水質(zhì)惡化。3 .樹(shù)脂分層不清雙層床和混床都要求兩種樹(shù)脂能很好地分層，否則會(huì)降低雙層床的制水量和出水水質(zhì)。嚴(yán)重時(shí)，使出

38、水大不到要求的指標(biāo)。發(fā)生混脂現(xiàn)象的原因很多，主要有下列幾種情況：（1）操作和設(shè)備問(wèn)題。當(dāng)水流不均勻發(fā)生偏流（可能由于局部通流面積的損壞或污堵）和反洗操作不當(dāng)時(shí)，樹(shù)脂分層不佳，應(yīng)該檢查設(shè)備或重新操作。（2）上層樹(shù)脂受污染，使其密度增大。弱酸樹(shù)脂層被鐵污染、結(jié)鈣垢等，弱堿陰樹(shù)脂（雙層床）和強(qiáng)堿陰樹(shù)脂（混床）被有機(jī)物污染等都會(huì)是陰樹(shù)脂密度增大，影響分層效果。（3）下層樹(shù)脂破碎，碎塊樹(shù)脂不易和上層樹(shù)脂分層，此時(shí)應(yīng)通過(guò)鹽水使他們分離，并除去碎塊樹(shù)脂。（4）必須在裝入新樹(shù)脂前經(jīng)過(guò)小型試驗(yàn)和測(cè)定顆粒沉降速度，驗(yàn)證選用樹(shù)脂的粒度和密度是否適于水力分層，并在裝樹(shù)脂時(shí)除去細(xì)顆粒樹(shù)脂。4 .濁度對(duì)陽(yáng)樹(shù)脂的污染進(jìn)水濁

39、度超出要求或直流凝聚發(fā)生沉淀現(xiàn)象，有較多的懸浮物進(jìn)入第一級(jí)離子交換器時(shí)，會(huì)發(fā)生污染樹(shù)脂現(xiàn)象。這些懸浮物往往含有凝聚劑，一般是高價(jià)金屬離子的鹽。這些懸浮物較難在再生和反洗時(shí)除去，往往要用大流量水反洗（但應(yīng)防止樹(shù)脂流失）、空氣擦洗和熱濃鹽酸溶液溶解等方法清除。5 .結(jié)硫酸鈣沉淀當(dāng)用硫酸再生陽(yáng)樹(shù)脂時(shí)，如果硫酸濃度過(guò)高和流速過(guò)慢，會(huì)發(fā)生硫酸鈣沉積在樹(shù)脂顆粒表面上，導(dǎo)致出水有硬度。此時(shí)可用鹽酸再生一次，將沉積的硫酸溶解，或及時(shí)用大量的水沖洗。6 .熱降解正常一級(jí)除鹽水處理系統(tǒng)中的水溫是不高的（即使我國(guó)南放地區(qū)夏季水溫最高也不超過(guò)40C）,原則上不會(huì)引起I型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的嚴(yán)重降解。但由于冷卻效果不佳，凝結(jié)水

40、溫可高達(dá)60c左右，這對(duì)混床陰樹(shù)脂很不利。強(qiáng)堿樹(shù)脂長(zhǎng)時(shí)間在較高溫度下工作，會(huì)發(fā)生降解，強(qiáng)堿基團(tuán)損失使基除硅能力下降；同時(shí)其除硅能力也比低水溫時(shí)的差，結(jié)果出水含硅量增加。n型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂容量易發(fā)生熱降解，實(shí)際使用情況證明，I型強(qiáng)堿樹(shù)脂強(qiáng)堿基團(tuán)損失情況僅占20%,而n型強(qiáng)堿樹(shù)脂這種情況卻高達(dá)50冊(cè)右，這說(shuō)明，雖然在低于40c的水溫下使用，由于n型強(qiáng)堿樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性差，其降解問(wèn)題也不容忽視。六、離子交換樹(shù)脂在設(shè)備停運(yùn)期間的保護(hù)在設(shè)備停運(yùn)期間要保護(hù)離子交換樹(shù)脂免受損壞。在水處理設(shè)備重新啟動(dòng)時(shí)，要對(duì)樹(shù)脂作適當(dāng)處理，使設(shè)備能正常投入使用。一般來(lái)說(shuō)，短期停運(yùn)的離子交換設(shè)備，不需要采取特別措施。設(shè)備正常的幾天停

41、運(yùn)，不會(huì)對(duì)離子交換樹(shù)脂有損害，但以失效態(tài)停運(yùn)為好。強(qiáng)堿樹(shù)脂以再生態(tài)停運(yùn)還容易引起降解，長(zhǎng)期停用，必須考慮有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施防止樹(shù)脂失水和受凍，還要防止樹(shù)脂發(fā)霉和細(xì)菌繁殖。樹(shù)脂及吸附的有機(jī)物是細(xì)菌繁殖的良好環(huán)境，應(yīng)該定期地用水沖洗來(lái)保護(hù)樹(shù)脂的清潔。也可用1%左右的甲醛溶液浸泡樹(shù)脂，以避免細(xì)菌繁殖，在啟用前必須進(jìn)行清洗。當(dāng)用離子交換水供食用時(shí)，要特別小心清洗。長(zhǎng)期停運(yùn)的樹(shù)脂都應(yīng)采用失效狀態(tài)備用，并將設(shè)備壓力釋放。當(dāng)發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂發(fā)霉長(zhǎng)菌時(shí)，可先用空氣擦洗和水清洗方法除去一部分污物，然后再生1%左右的甲醛溶液殺菌。甲醛溶液浸泡時(shí)間為510h,用清水洗至出水中甲醛含量小于0.1mg/L。清洗水量約為1015床

42、層體積，清洗流量為每小時(shí)5倍的床層體積。七、離子交換樹(shù)脂的性能定期檢查離子交換樹(shù)脂的性能是逐漸下降的，如果周期水量突然下降和出水水質(zhì)突然惡化，一般不應(yīng)是樹(shù)脂的問(wèn)題，主要應(yīng)從設(shè)備、操作、進(jìn)水水質(zhì)及再生劑方面找原因。由于設(shè)備損壞和反洗操作不當(dāng)使樹(shù)脂突然大量損失的情況也有發(fā)生，這很容易從樹(shù)脂層高度明顯降低檢查出來(lái)。定期檢查離子交換樹(shù)脂，可以了解設(shè)備工作性能下降的趨勢(shì)和制水量減少、出水水質(zhì)變差的原因，還可以預(yù)測(cè)樹(shù)脂的壽命，確定樹(shù)脂是否須要復(fù)蘇的方法。從離子交換樹(shù)脂性能下降趨勢(shì)，還可以驗(yàn)證樹(shù)脂品種和質(zhì)量選擇得是否合理。所以，離子交換樹(shù)脂定期檢查工作是水處理化驗(yàn)工作的一個(gè)重要組成部分。離子交換樹(shù)脂的分析項(xiàng)

43、目較多，分析周期比較長(zhǎng)，也由于樹(shù)脂質(zhì)量是漸變的，因此不需要經(jīng)常性地監(jiān)測(cè)。取樣分析樹(shù)脂的周期，一般半年或一年一次，從逐年積累的分析數(shù)據(jù)中找出樹(shù)脂性能變化的規(guī)律。新樹(shù)脂必須進(jìn)行全面分析并留樣；分析結(jié)果要和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)對(duì)照，并存檔保存。定期取樣的樹(shù)脂也應(yīng)留樣。八、離子交換樹(shù)脂的補(bǔ)充設(shè)備中離子交換樹(shù)脂的數(shù)量是會(huì)發(fā)生變化的，經(jīng)常碰到的是設(shè)備內(nèi)樹(shù)脂減少，但也曾有過(guò)在使用一段時(shí)間后樹(shù)脂積增多情況。這可能是因?yàn)椋?1)前級(jí)樹(shù)脂漏入后級(jí)設(shè)備；(2)樹(shù)脂氧化斷鏈，使之含水量增加，體積膨脹。發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，查出原因給予消除和補(bǔ)救。補(bǔ)充的樹(shù)脂一般要和原樹(shù)脂的性能相同，同一牌號(hào)的、性能更加好的樹(shù)脂。如

44、果多臺(tái)設(shè)備要補(bǔ)充樹(shù)脂時(shí)，最好將其中一臺(tái)設(shè)備的樹(shù)脂分別補(bǔ)充到別的設(shè)備中，在該臺(tái)設(shè)備中全部裝填新樹(shù)脂。這樣，只有這臺(tái)設(shè)備出水有一個(gè)穩(wěn)定質(zhì)量的過(guò)程，并可繼續(xù)定期監(jiān)視原用樹(shù)脂性能下降情況。一般不要將不同牌號(hào)、不同制造廠的樹(shù)脂裝在一個(gè)交換器內(nèi)。九、樹(shù)脂的變質(zhì)和污染在離子交換水處理系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，各種離子交換樹(shù)脂常常會(huì)漸漸改變其性能。原因有二：一是樹(shù)脂的本質(zhì)改變了，即其化學(xué)結(jié)構(gòu)受到破壞；二是外來(lái)雜質(zhì)的污染。由前一種情況造成的樹(shù)脂性能的改變，是無(wú)法恢復(fù)的；由后一種情況所造成的樹(shù)脂性能的改變，則可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┫@些污物，從而使樹(shù)脂性能復(fù)原或改進(jìn)。1.變質(zhì)(1)陽(yáng)樹(shù)脂陽(yáng)樹(shù)脂在應(yīng)用中變質(zhì)的主要原因是由于水

45、中的氧化劑，如游離氯、硝酸根等；當(dāng)溫度高時(shí)，樹(shù)脂受氧化劑的侵蝕更為嚴(yán)重，若水中有重金屬離子，則能起催化作用。關(guān)于陽(yáng)樹(shù)脂氧化過(guò)程，現(xiàn)尚不完全清楚。一般認(rèn)為樹(shù)脂氧化結(jié)果，使苯環(huán)間碳鏈斷開(kāi)，并形成竣酸和酮。陽(yáng)樹(shù)脂氧化后發(fā)生的現(xiàn)象為：顏色變淺，樹(shù)脂體積變大，因此易碎和體積交換容量降低，但質(zhì)量交換容量變化不大。實(shí)踐證明：強(qiáng)酸H樹(shù)脂受侵害程度最為強(qiáng)烈，如當(dāng)進(jìn)水中含有0.5mg/LCl2時(shí)，只要運(yùn)行46個(gè)月，樹(shù)脂就有顯著變化磺酸基陽(yáng)樹(shù)脂的碳鏈氧化產(chǎn)物，由樹(shù)脂上脫落下來(lái)變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)，還含有弱酸基。當(dāng)它進(jìn)入陰離子交換器，會(huì)首先被陰樹(shù)脂吸附，使水質(zhì)降低。除去水中游離氯常用兩種方法：一是用活性碳過(guò)濾器，另一種是加

46、亞硫酸鈉。(2)陰樹(shù)脂總的來(lái)說(shuō)，陰樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性比陽(yáng)樹(shù)脂差，所以它對(duì)氧化劑和高溫的抵抗力也較差。但由于在除鹽系統(tǒng)中，陰離子設(shè)在陽(yáng)離子交換器之后，故受害較輕；一般只是溶于水中的氧對(duì)陰樹(shù)脂起破壞作用。陰樹(shù)脂最易遭受侵害的部位是其分子中的的氮。如強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂受侵害時(shí)，季氮逐漸變?yōu)槭?、仲、伯氮，使堿性減弱，最后降為非堿性物質(zhì)。所以，強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在氧化變質(zhì)過(guò)程中，表現(xiàn)出來(lái)的是交換基團(tuán)的總量和強(qiáng)堿性交換基團(tuán)的數(shù)量逐漸減少，且后者大于前者。這是因?yàn)殛帢?shù)脂被氧化初期，季胺基團(tuán)在大多數(shù)情況下，變成能進(jìn)行陰離子交換的弱堿性基團(tuán)。II型強(qiáng)堿性樹(shù)脂比I型易受氧化。運(yùn)行時(shí)提高水溫會(huì)使樹(shù)脂氧化速度加快。2. 污染原因及處理方法(1)陽(yáng)樹(shù)脂陽(yáng)樹(shù)脂會(huì)受到進(jìn)水中的懸浮物、鐵、鋁、油脂類(lèi)CaSO等物質(zhì)污染。在除鹽系統(tǒng)中用的陽(yáng)樹(shù)脂受鐵、鋁污染的可能性很小，