樹(shù)脂污染主要原因

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。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；二是受到外來(lái)雜質(zhì)的污染。由前一種情況所造成樹(shù)脂性能的改變，是無(wú)法恢復(fù)的；由后一種情況所造成樹(shù)脂性能的改變，則可以采取適當(dāng)?shù)拇胧宄@些污物，從而使樹(shù)脂性能復(fù)原或有所改進(jìn)。

一、變質(zhì)

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中有氧化劑，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，因其能起催化作用，致使樹(shù)脂加速變質(zhì)。

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。由于設(shè)備中樹(shù)脂上下層與進(jìn)水接觸先后順序不同，受侵害的程度也不同，當(dāng)水下流時(shí)，上層樹(shù)脂首先與含氧化劑的水接觸，所以遭受侵害的程度最大。

實(shí)踐證明，強(qiáng)酸性H型樹(shù)脂受侵害的程度最為強(qiáng)烈，除去水中游離氯，常用兩種方法，一種是用活性炭過(guò)濾，另一種是投加亞硫酸鈉。

大孔強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，在抗氧化性和機(jī)械強(qiáng)度方面都比較好，而交換容量、再生效率、漏鈉量均與凝膠型樹(shù)脂相差不多。

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)脂要差，所以它對(duì)氧化劑和高溫的抵抗力也較差，但陰離子交換器在除鹽系統(tǒng)中一般都是布置在陽(yáng)離子交換器之后，進(jìn)入除鹽裝置的水中的強(qiáng)氧化劑都消耗在氧化陽(yáng)樹(shù)脂上了，無(wú)形中對(duì)陰樹(shù)脂起了保護(hù)作用，一般只是溶于水中的氧對(duì)陰樹(shù)脂起破壞作用。

二、污染

陽(yáng)樹(shù)脂

陽(yáng)樹(shù)脂會(huì)受到進(jìn)水中的懸浮物、鐵、鋁、硫酸鈣、油脂類(lèi)等物質(zhì)的污染。在除鹽系統(tǒng)中用的陽(yáng)樹(shù)脂受鐵、鋁污染的可能性很少，因?yàn)橐运嶙髟偕鷦┠芎芎玫厝芙夂颓宄翳F、鋁的沉積物。但在軟化水系統(tǒng)中的陽(yáng)樹(shù)脂，會(huì)在相當(dāng)時(shí)間內(nèi)被這類(lèi)物質(zhì)所污染，因?yàn)橛檬雏}作再生劑有能從樹(shù)脂表面有效地清除鐵、鋁沉積物，而只能除掉小部分已經(jīng)交換到陽(yáng)樹(shù)脂上的鐵和鋁離子。采用硫酸作再生劑時(shí)，可能會(huì)有硫酸鈣沉積在樹(shù)脂表面。

運(yùn)行中應(yīng)盡量采取措施防止上述物質(zhì)對(duì)陽(yáng)樹(shù)脂的污染。萬(wàn)一受到污染，可針對(duì)污染物種類(lèi)用下述方法處理樹(shù)脂。

（1）空氣擦拭發(fā)

從顯微鏡下能看出樹(shù)脂表面有沉積物時(shí)，可采用空氣擦洗除去。由于交換器樹(shù)脂層底部通常都沒(méi)有設(shè)置壓縮空氣分配系統(tǒng)，壓縮空氣擦洗可用內(nèi)徑為20～45mm的塑料硬管做成空氣槍，以軟管連接到壓縮空氣氣源上進(jìn)行。具體作法是：先將交換器的水位降到樹(shù)脂層降到樹(shù)脂層表面上300～400mm處，將空氣槍插到樹(shù)脂層底部，控制一定的空氣壓力和氣量，使樹(shù)脂強(qiáng)烈攪動(dòng)；10～15min后停氣用水反洗，以除去擦下來(lái)的污染雜質(zhì)。這樣反復(fù)進(jìn)行擦洗和反洗，直到反洗排水清晰為止。

（2）酸洗法

采用酸液浸泡方式酸洗時(shí)，可以通過(guò)壓縮空氣攪拌。受硫酸鈣沉淀污染的陽(yáng)樹(shù)脂可用EDTA稀溶液清洗。

陰樹(shù)脂

強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂在使用中，常常會(huì)受到有機(jī)物、膠體硅、鐵的化合物等雜質(zhì)的污染，使交換容量降低。

（1）有機(jī)物污染

陰樹(shù)脂被有機(jī)物污染程度，可用下述簡(jiǎn)易方法判斷：將50mL被污染的樹(shù)脂裝入錐形瓶中，用純水搖動(dòng)洗滌3～4次，以去除樹(shù)脂表面污物，然后加入10%食鹽水，劇烈搖動(dòng)5～10min后觀察食鹽水的顏色，按溶液色澤判別污染程度。

一般在樹(shù)脂受到中度污染時(shí)即需進(jìn)行復(fù)蘇處理，經(jīng)用多種鈉鹽和堿配成復(fù)蘇液對(duì)污染樹(shù)脂進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)蘇液使樹(shù)脂收縮程度大者復(fù)蘇效果好。對(duì)于不同水質(zhì)污染的陰樹(shù)脂，復(fù)蘇液的配比應(yīng)有所變化，需做具體的篩選試驗(yàn)。常用兩倍以上樹(shù)脂體積的含10% NaCl和1%NaOH溶液，浸泡16～48h復(fù)蘇污染樹(shù)脂。

（2）鐵污染

運(yùn)行中的樹(shù)脂也經(jīng)常被重金屬離子及其氧化物污染，其中最常遇到的是鐵的化合物。陰樹(shù)脂被污染的可能性更大，這主要是因再生陰樹(shù)脂的堿不純，特別是由于液體堿中含有鐵的化合物比較多而引起的。鐵與大分子有機(jī)物生成絡(luò)合物進(jìn)入陰樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)導(dǎo)致陰樹(shù)脂受到污染。

陰樹(shù)脂受鐵污染顏色變黑，性能變壞，再生效率降低，再生劑用量與清洗水耗增加。受鐵污染后的陰樹(shù)脂一般也采用與陽(yáng)樹(shù)脂相同的酸洗辦法進(jìn)行處理。

值得說(shuō)明的是，由于工業(yè)鹽酸含鐵量較高（可能以FeCl4-形態(tài)存在），當(dāng)酸洗被鐵污染的陰樹(shù)脂時(shí)，不僅不能清洗出樹(shù)脂中的鐵，相反還會(huì)交換到該樹(shù)脂上去。因此，酸洗被鐵污染的陰樹(shù)脂宜用化學(xué)純的鹽酸。

如果陰樹(shù)脂既被有機(jī)物污染，又被鐵離子及其氧化物污染，則應(yīng)首先除去鐵離子及其氧化物，而后再除去有機(jī)物。利用超聲波清洗被污染的陰、陽(yáng)離子交換脂是近年來(lái)應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。它是利用高頻率的超聲振動(dòng)所起的空化作用，使樹(shù)脂的各種污染受到松動(dòng)、破壞，進(jìn)而轉(zhuǎn)入到水中被反洗水沖走。

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