离子交换树脂复苏技术.doc

张家港市三奇工业设备清洗有限公司离子交换树脂维护保养、复苏处理离子交换树脂被广泛应用于电力、石化行业，随着工业飞速地发展，水污染已日趋严重，离子交换树脂原水的进水水质有机物COD、胶体等有显著的增加，因此，近年来，不断有使用离子交换树脂的企业，发现树脂的制水量下降、再生失败率增加，酸碱费用也急剧增加，甚至影响到了生产。污染机理简介树脂为多孔网状立体结构，多孔网眼是离子在树脂内部扩散进出的通道，通道内壁具有众多的功能基团，是离子交换反应的活性点，一旦此活性点被覆盖，离子交换过程就无法进行。在离子交换过程中，交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质，容易被交换或吸附到树脂，而在再生时却难以洗脱下来，从而阻碍了离交换反应的讲行或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物，并沉积在树脂内部，阻塞了离子交换的通道。阳离子交换树脂的不同污染形式及解决方法1 混凝剂过量引起的污染为了解决水中悬浮物的问题，预处理中通常要投加混凝剂，一旦混凝剂投加的量不合适就会对后面的阳离子交换树脂产生污染。若出水中含有1 mgL以上的混凝剂时就会导致阳离子交换树脂的严重污染，而且发现具有线性结构的混凝剂更容易污染树脂，并能够进入树脂颗粒内部。当树脂发生上述污染时，如果污染程度不是很严重可以采用如加大反洗流速、延长反洗时间或通人压缩空气等手段予以复苏。如果污染程度较严重时，可以采用加入表面活性剂和分散剂的方法。其中表面活性剂可以增加树脂表面的亲水蛀；而分散剂则可以保证从树脂上脱离下来的颗粒可以被分散到水溶液中去。以达到复苏树脂的目的。 2 铁离子的污染阳离子交换树脂易受到铁离子的污染，尤其是在以井水作为水源的水处理系统中更为严重。铁离子对树脂的污染有三种不同的情况。如果铁离子以胶态悬浮体出现的话，它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。铁以二价铁离子的形式交换到树脂上，随后拿被氧化成三价铁离子，从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物4。可能交换到树脂上的二价铁离子在树脂的交换基团上直接转化为三价铁离子，但在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。如果发生了第一种情况，可以采用反洗的方法将树脂层中累积的胶态悬浮体除去。如果在整个树脂层中发生了铁离子的累积，那么可以采用含有亚硫酸钠或亚硫酸氢钠的离子表面活性剂和分散剂来处理树脂，这样就可以将三价铁离子还原成更易溶解的二价铁离子，而后者对树脂的亲合力要小于前者。阴离子交换树脂的不同污染形式及解决方法水中的有机物质一般以腐植酸盐及富味酸盐形式存在，这些物质经氢型阳离子交换树脂后形成了腐植酸及富味酸，进入阴床后由阴树脂去除。当树脂快速再生时，因时间不够，且再生时只能打破通过离子交换作用上去的有机物，而不能打破通过范德华力吸引上去的有机物质，即不能将有机物从树脂中全部洗脱出来，经过反复运行/再生，有机物在树脂中就急剧增加。经试验研究表明，各类树脂再生时有机物洗脱率一般如下所示：弱碱阴离子交换树脂AMBERLITE IRA96 90100%强碱I型阴离子交换树脂AMBERLITE IRA402 3070%强碱II型阴离子交换树脂AMBERLITE IRA410 6095%丙烯酸强碱阴离子交换树脂AMBERLITE IRA958 90100%阴树脂被有机物污染后将导致下列变化：1 延长树脂的淋洗时间；2 出水中Na+及SiO2泄漏量增加；3 树脂交换容量降低，树脂含水量降低；4 树脂动力学性能破坏。现将上述各点分述如下：1.淋洗时间延长这是由于吸收了有机酸所致，很多有机物带有羧酸基，它与氢氧化钠反应生成羧基钠化合物，它能慢慢水解产生氢氧化钠，这样就增加了淋洗时间。2出水中Na+及SiO2泄漏量增加；由于树脂被污染后NaOH被吸附在COOH-基上，Na+很难清洗干净，使出水中特别是出水初期的Na+泄漏增加。树脂被污染后动力学性能下降，会使出水中SiO2泄漏增加。3交换容量降低很多水处理系统设计是在阴床出口设有电导率仪表监测水质。设计时考虑阳床先失效，电导率表用以监测阳床的钠离子泄漏。如果由于有机物污染占有了阴树脂上的活性基团部位，使交换容量降低，当有机物污染达到一定数量时，就会导致二氧化硅提前泄漏，这在电导率仪表上是测不出来的。如果同时还监测出水中的SiO2含量，则由于树脂交换容量的降低会使周期制水量相应降低。4. 动力学性能被破坏阴树脂在使用过程中，它的动力学性能(即树脂的物质传递系数MTC)会变差，在混床中的阴树脂在离子负荷增大时就不能保证出水水质，在单床中或混床中的阴树脂，当流速增加时也不能保证水质。针对阴树脂容易被有机物污染的情况及目前我国的水质状况，一般采用以下措施加以预防或解决：1 通过絮凝或采用专用有机物清扫树脂以改善水的预处理质量，保护后级树脂；2 增加NaOH剂量以提高树脂的再生度，或针对I型强碱阴树脂加热再生用碱，以加大树脂中有机物的清洗效率；3 对树脂进行复苏处理。张家港市三奇工业设备清洗有限公司是专业复苏离子交换树脂的企业，有着十分丰富的复苏技术经验，目前能对0017、2017、D113、D301、D201等树脂进行复苏保养处理。树脂复苏操作流程：1、 对待复苏离子交换器的运行情况，根据日报表，进行理论性的分析，初步分析出原因。2、 取出树脂样品，进行化学分析。测出树脂的体积交换容量、树脂有机物COD的含量、树脂含铁量、树脂含硅量、树脂破碎率等。3、 采用小交换器，模拟实际运行工况。测出运行实际平均工作交换容量。4、 对样品树脂进行复苏小试，得出复苏药剂的配方比例。5、 对现场树脂进行酸碱+氯化钠+磷酸三钠+表面活性剂+分散剂+清华除硅药剂（除铁药剂）+自研发复苏药剂（除有机物）。6、 对离子交换器静止浸泡16-24小时，冲洗泡出的复苏废液，正洗若干小时，直到进出水水质相同。7、 根据样品小时得出的再生参数，进行再生。8、 正常投运。9、 3周期平均工交的测定，定出长期再生方案，并跟踪观察，微调再生方案。离子交换树脂要长期良好运行，不能光靠复苏处理，关键在于原水的水质预处理，水质预处理的好坏，是树脂寿命延长的保证。但由于种种原因，原水预处理不能达到预期的效果，这就为我们提出了树脂的日常维护保养的要求。根据我们的经验，如每年对运行的离子交换树脂进行一次全面的保养工作，清除树脂颗粒内存储积累的有机物及铁离子、硅酸离子等，能改善出水水质，降低酸碱用量，并能大大延长树脂的寿命。我们有将树脂每年保养一次，连续使用19年的树脂没有被更换的实例，这充分证明了，树脂日常维护的重要性。 树脂的维护保养，根据水质情况，一般一年做一次。维护保养，时间短，只需8小时，费用低，是复苏费用的五分之一，还不到购买树脂费用的利息。本公司已为全国上百家电力、石化行业的离子交换树脂进行复苏保养处理，在用户以及清洗行业内具有良好的声