树脂污染与复苏
树脂由于受到水中的有机物、铁质、悬浮物、硅质、微生物及氧化剂等有害杂质的污染, 用正常再生的方法, 也不能将达些有害杂质除去, 造成部分交换基团失去交换能力甚至中毒作废,但实际上其骨架结构及交换基团并未受到损坏。树脂复苏就是把这些有害杂质除去, 恢复树脂原有工作交换能力的过程。
新树脂在生产及运输、装卸等过程中,也会受到铁质及未反应有机原料、反应有机物副产品等杂质的污染,因此出厂前必须用酸碱和95%乙醇进行预处理,但由于预处理成本太高,有些厂家处理不彻底。甚至根本没有进行预处理,这种未出厂就已中毒的新树脂的工作交换容量往往达不到标准,运行几个星期至几个月就作废。中低档新树脂经过树脂复苏后,其工作交换容量和使用寿命明显优于未经复苏活化的新树脂。
离子交换器在运行过程中,如果预处理系统运行不当,受进水中杂质的影响,离子交换树脂会发生污染,如阳树脂在使用过程中,会受悬浮物、铁、铝、硫酸钙、油脂类等物质的污染,强碱性阴树脂则会受到有机物、胶体硅、铁的化合物等杂质的污染。树脂污染后会造成工交明显下降,严重的甚至会下降到 1/3 以下,这样会造成周期运行时间会明显缩短,出水水质恶化,酸碱耗明显上升,并会对锅炉等设备的安全经济运行造成严重的威胁。
有些企业由于经验不足,在遇到树脂污染问题时以为树脂无法再次使用,往往将树脂进行更换,这样会造成巨大的浪费。一般每个企业至少有4台离子交换器,若交换器直径为2.5m ,需装填树脂40t,仅树脂的价值就达100多万元,若全部更换,势必给企业带来严重的经济负担。实际上,如果对受污染的离子交换树脂进行擦洗和用化学药剂进行处理,就能使树脂的交换容量基本得到恢复,树脂复苏的总费用一般只有更换树脂费用的 1/2至1/8 ,且不会影响树脂的使用寿命。
一、树脂污染:离子交换树脂在使用过程中会受到各种因素带来的污染,主要原因有:
1、再生剂不纯引起的污染:再生剂不纯引起的污染主要是Fe3+含量超标引起的。
2、原水中高价金属离子(混凝剂中高价金属离子后移)如Fe3+、AL3+等会扩散进入阳离子交换树脂内部,由于这些高价金属离子交换势能高,会与树脂内部的固定SO3牢固结合形成AL(SO3)3.Fe(SO3)3等,同时Fe2+进入树脂内部氧化成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。从而使这部分离子交换树脂失去作用,丧失了离子交换能力。
3、悬浮物引起的污染:原水中的悬浮物穿过机械过滤器进入阳床,会紧裹在树脂表面的液膜层,而在反洗时不能充分洗涤干净。久之形成一层隔膜,从而隔绝了树脂与水中离子交换过程,使树脂受到污染。
4、油脂引起的污染:水中往往含有油类物质,这些油类会粘附在树脂颗粒表面,形成膜状物,堵塞或包裹树脂的微孔,阻碍树脂内部的活性基团与原水中的反离子进行交换。
5、有机物引起的污染:有机物主要存在与天然水中的腐殖酸。胶团性的有机杂质,相对分子量从500到5000的高分子化合物以及多元有机羧酸等,这些物质吸附在树脂上,有的占据或者结合了树脂上的活性基团,使树脂的交换能力降低。
二、树脂污染后的特征
树脂中积累了一定量有机物后其除去水中有机物能力下降,漏过有机物量增大,影响离子交换器出水水质,同时树脂交换能力下降,树脂颜色变深,再生后清洗时间延长,除硅能力下降,
三、阳离子交换树脂污染后的深度复苏处理。
1、用NaCL溶液处理:
将大反洗后的阳树脂压至阳树脂装卸罐内,用2倍于树脂体积的10%的NaCL溶液浸泡18-20小时,待树脂转型后排放掉废液,用除盐水反冲洗至排水PH值为中性。
2、用稀氢氧化钠处理:
用2倍于树脂体积的5%NaOH溶液浸泡4小时,放掉碱液后反冲洗至排水接近中性。此步骤重复操作四次。
3、用稀盐酸溶液处理:
用放2倍于树脂体积的5%的HCL溶液浸泡6小时,放掉酸液。反冲洗树脂至排水为中性为止。
四、目前树脂复苏新技术。
BM+超声波+CBA(ASB)树脂复苏新技术,利用超声波的空化清洗作用,配合复苏药剂,疏通堵塞微孔,恢复交换基团的交换能力。