離子交換樹(shù)脂復(fù)蘇處理

離子交換樹(shù)脂在使用與運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到污染，在前面的文章中，為大家介紹了離子交換樹(shù)脂污染現(xiàn)象及原因解析，有時(shí)候被污染是不可避免的，既然如此，就要針對(duì)這種現(xiàn)象，研討對(duì)策，萬(wàn)一離子交換樹(shù)脂受到污染，可針對(duì)污染物種類(lèi)用下述方法處理樹(shù)脂。

【陽(yáng)樹(shù)脂】

1、空氣擦法

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?zhuān)攒浌苓B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

對(duì)那些不能用空氣擦洗法除去的物質(zhì)，如Fe3+、Al3+、CaCO3、Mg(OH)2 ，可用鹽酸進(jìn)行清洗。酸洗前應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，確定酸液濃度（常用2%、5%、10%、20%的濃度）和酸洗時(shí)間。對(duì)除鹽系統(tǒng)中所用的陽(yáng)樹(shù)脂，可用原有的再生系統(tǒng)，配制所需濃度的酸液進(jìn)行酸洗；對(duì)于軟化系統(tǒng)中所用的樹(shù)脂，必須將樹(shù)脂轉(zhuǎn)移到能耐鹽酸的設(shè)備中進(jìn)行酸洗。為防止酸液被稀釋影響酸洗果，酸洗前應(yīng)先將交換器或設(shè)備中的水位降到樹(shù)脂層表面上200～300mm處，然后進(jìn)酸浸泡或低流速循環(huán)，也可以二者交替進(jìn)行。

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。

3、堿洗法

潤(rùn)滑油、脂類(lèi)及蛋白質(zhì)等有機(jī)質(zhì)，經(jīng)常存在于地面水中，當(dāng)進(jìn)入陽(yáng)離子交換樹(shù)脂層時(shí)，在樹(shù)脂表面形成層油膜，嚴(yán)重影響樹(shù)脂的工藝性能，出現(xiàn)樹(shù)脂層結(jié)塊，樹(shù)脂密度減小等不正?，F(xiàn)象。此類(lèi)受污染樹(shù)脂的征主要是樹(shù)脂顏色變黑，易與陽(yáng)樹(shù)脂受鐵污染后變黑相混淆，可將少量受污染樹(shù)脂放入小試管中加入少量水搖動(dòng)，受此類(lèi)污染的樹(shù)脂會(huì)在水面看到“彩虹”現(xiàn)象。受此類(lèi)污染的陽(yáng)樹(shù)脂，可用加熱到50～60℃的5%的NaOH進(jìn)行堿洗。堿洗可分為3～4次進(jìn)行，每次持續(xù)時(shí)間為4～6h，中間用水沖洗。復(fù)蘇處理的終點(diǎn)可按排出廢堿液的化學(xué)氧量降至100～150 mgO2 /L控制。

【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

離子交換除鹽裝置中的強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂，污染來(lái)源可能性大的是原水中的有機(jī)物。有機(jī)物雖以植物和動(dòng)物腐爛后分解生成的腐殖酸和富維酸為主，但種類(lèi)很多，至今已發(fā)現(xiàn)有六千多種。腐殖酸和富維酸都屬于高分子聚羧酸，前者相對(duì)分子質(zhì)量大、含羧酸基團(tuán)較少，在酸中不溶解；后者則相反。相對(duì)分子質(zhì)量越大，越難解吸。

強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂被污染的征是交換容量下降，再生后正洗所需時(shí)間延長(zhǎng)，樹(shù)脂顏色常變深，除鹽系統(tǒng)的出水水質(zhì)變壞，pH值降低。凝膠型強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂之所以易受腐殖酸或富維酸污染，是由于其高分子骨架屬于苯乙烯系，是憎水性的，而腐殖酸或富維酸也是憎水性的，因此二者之間的分子吸引力很強(qiáng)，難以在用強(qiáng)堿液再生時(shí)樹(shù)脂時(shí)解吸出來(lái)，而且腐殖酸或富維酸的分子很大，移動(dòng)緩慢，旦進(jìn)入樹(shù)脂中后，易被卡在里面。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，被卡在樹(shù)脂中的有機(jī)物越來(lái)越多，為預(yù)防強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂的有機(jī)物污染，應(yīng)合理地采用加氯、混凝、澄清、過(guò)濾、活性炭吸附等各種水處理方法，盡量降低強(qiáng)堿性OH型交換器入口水中有機(jī)物的含量。

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。

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。

將復(fù)蘇液加熱到40～50℃（Ⅱ型強(qiáng)堿性只能加熱到40℃），采用動(dòng)態(tài)循環(huán)法復(fù)蘇果更好。有人曾用含次氯酸鈉的氫氧化鈉溶液處理嚴(yán)重污染的樹(shù)脂，由于次氯酸鈉可以氧化腐殖酸的大分子，使這變成擴(kuò)散速度較快的小分子，所以處理果很好。但這種處理會(huì)加速樹(shù)脂的氧化，所以不宜經(jīng)常使用（次氯酸含量在0.5%以上時(shí)樹(shù)脂便受到侵害）。也有人用3%以下濃度的雙氧水復(fù)蘇受污染的陰樹(shù)脂，并取得很好的果，在室溫下未發(fā)現(xiàn)雙氧水對(duì)強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂有明顯損壞作用。

丙烯酸系強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂，其高分子骨架親水性的，這樣是它和有機(jī)物之間的分子吸引力就比較弱，進(jìn)入樹(shù)脂中的有機(jī)物在用堿再生時(shí)，能較順利地被解吸出來(lái)。它能更有地克服有機(jī)物被樹(shù)脂吸著的不可逆傾向，提高了有機(jī)物在樹(shù)脂中的擴(kuò)散性，因此具有良好的抗有機(jī)物污染能力。

2、膠體硅污染

強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂般不能交換天然水中的膠體硅酸，但當(dāng)天然水通過(guò)強(qiáng)堿性陰離子交換器后，膠體硅酸仍有相當(dāng)數(shù)量地減少，估計(jì)這與樹(shù)脂的機(jī)械過(guò)濾及吸附作用有關(guān)。在正常情況下，膠體硅酸通常不會(huì)污染強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂，但當(dāng)再生條件不適當(dāng)時(shí)，如再生劑量少，再生液溫度及再生液流速過(guò)低時(shí)，就存在強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂被膠體硅酸污染的可能性。例如，某廠使用后的201×7陰樹(shù)脂中硅酸的含量達(dá)68mg/(g·干樹(shù)脂)，而新樹(shù)脂中硅酸根含量?jī)H為0.304mg/(g·干樹(shù)脂)，這說(shuō)明使用后的樹(shù)脂已被膠體硅酸污染。

3、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，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)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。