离子交换树脂(共17页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上1、离子交换树脂在长期储存中，或需在停用设备内长期存放，强型树脂（强酸性和强碱性树脂）应转为盐型，弱型树脂（弱酸性和弱碱性树脂）可转为 相应的氢型或游离胺型，也可转变为盐型，以保持树脂性能的稳定。然后浸泡在洁净的水中。停用设备若须将水排去，则应密封，以防树脂中水份散失。2、离子交换树脂内含有一定的平衡水份，在储存和运输中应保持湿润，防止脱水。树脂应储存在室内或加遮盖，环境温度以5°C-40°C为宜。袋装树脂应避免直接日晒，远离锅炉、取暖器等加热装置，避免脱水。若发现树脂已有脱水现象，切勿将树脂直接放于水中，以免干树脂遇水急剧溶胀而破碎。应根据其脱水

2、程度，用10%左右的食盐水慢慢加入到树脂中，浸泡数小时后用洁净水逐步稀释。3、当环境温度在0°C或以下时，为防止树脂因内部水份结冰而崩裂，应做好保温措施，或根据气温条件，将树脂存于相应浓度的食盐水中，防止冰冻。若发现树脂已被冻，则应让其缓慢自然解冻，切不可用机械力施于树脂。食盐溶液浓度与冰点的关系如下表： 浓度 5% 10% 15% 20% 23.5% 冰点 -3°C -7°C -10.8°C -16.3°C -21.2°C 4、长期停用而放置在交换器内的树脂，为防止微生物（如藻类、细菌等）对树脂的不可逆污染，树脂在停用前须彻底反洗，

3、以除去运行时积聚的悬浮物质，并注意定期冲洗和换水。或彻底反洗后采用以下措施：阴树脂：用3倍树脂体积的10%NaCl+2%NaOH混合液分两次通过树脂层，每次静止浸泡数小时，然后将其排去。如有必要，在重新启动前用2倍树脂体积的0.2%过氧化氢（H2O2）溶液淋洗树脂层。阳树脂：在阳离子交换器及管系内可充入0.5%的甲醛溶液，并在停用期间保持此浓度。也可用食盐水浸泡。在设备重新启动前用0.2%过氧化氢或0.5%甲醛溶液淋洗。 2 树脂的预处理 在离子交换树脂的工业产品中，常含有少量的有机低聚物及一些无机杂质。在使用初期会逐渐溶解释放，影响出水水质或产品质量。因此，新树脂在使用前必须进行预处理，具体

4、方法如下：1、树脂装入交换器后，用洁净水反洗树脂层，展开率为50-70%，直至出水清晰、无气味、无细碎树脂为止。2、用约2倍树脂体积的4-5%HCl溶液，以2m/h的流速通过树脂层。全部通入后，浸泡4-8小时，排去酸液，用洁净水冲洗至出水呈中性，冲洗流速为10-20m/h。3、用约2倍树脂体积的2-5%NaOH溶液，按上面进HCl溶液的方法通入和浸泡。排去碱液，用洁净水冲洗至出水呈中性，冲洗流速同上。酸、碱溶液若能重复进行2-3次，则效果更佳。经预处理后的树脂，在第一次投入运行时应适当增加再生剂用量，以保证树脂获得充分的再生。 3 有机物的污染及处理 一、强碱阴树脂遭受有机物污染的特征：1、树

5、脂被污染后，颜色变深，从淡黄色变为深棕色，直至黑色。2、树脂的工作交换容量降低，阴床的周期制水量明显下降。3、有机酸漏入出水中，使出水的电导率增大。4、出水的pH值降低。正常运行情况下，阴床出水的pH值一般在7-8范围内（因有NaOH漏过），树脂遭受污染后,因有机酸的漏过，可使出水的pH值降至5.4-5.7。5、SiO2含量增大。水中所含有机酸（富维酸和腐殖酸）的解离常数大于H2SiO3，因此，附着在树脂上的有机物可以抑制树脂对H2SiO3的交换或排代出已吸着的H2SiO3，造成阴床SiO2过早漏过。6、清洗水用量增加。因为吸着在树脂上的有机物含有大量的-COOH基团，树脂再生时变为-COON

6、a，在清洗过程中，这些Na+不断被阴床进水中的矿物酸排代出来，增加了清洗阴床的时间和用水量。 二、有机物污染对强碱阴树脂的影响1、强碱阴树脂对有机物的吸着力。天然水中的有机物（以富维酸和 腐殖酸为代表）经过H+交换及除碳后，因pH值的降低，有机物几乎全部以分子状态存在于阴床进水中。因为腐殖酸分子量大，疏水性强，与强碱阴树脂的苯乙烯 -二乙烯苯聚合的骨架具有较强的吸附能力-范德华力，同时，这些大分子的有机酸都含有多个羧酸基团，与OH型强碱阴树脂的季胺基官能团也具有较强的化学亲 和力，因此使有机酸被强碱树脂牢固地吸着于颗粒表面。强碱阴树脂的骨架改为亲水性的丙烯酸与二乙烯苯的聚合物，减少了骨架对有机

7、酸吸附的范德华力，会使有机酸的吸着率略有降低。如将OH型强碱阴树脂改为Cl型，则因改变了有机酸与强碱阴树脂的OH之间的酸碱中和反应，使化学亲和力下降，树脂对有机物的吸着率也会降低。这种基团型态对有机物吸着的影响大于骨架材质的影响。2、有机物的再生洗脱。新的凝胶型强碱阴树脂的对有机物的吸着率很高（95%），洗脱率却很低（15%）。随着运行周期的增加，吸着率基本不变，洗脱率 虽从15%上升到60%以上。但是，到树脂工作交换容量开始降低时，洗脱率也只有60%，这说明有机物仍不断地在树脂上积聚，它会进一步降低树脂的工作交 换容量，并使出水质量恶化。3、有机物特性的影响。分子量比较大的腐殖酸，一方面由于

8、分子量大，亲水性较差，另一方面因为所含的-COOH较 少，所以它们主要是以范德华力吸附于树脂的骨架上，难于洗脱。富维酸则因分子量小，含有的-COOH多，所以多以化学亲和力与树脂的多个交换基团相结合， 再生过程中较容易被洗脱。对天然水中的有机物根据其在水中的溶解度，可以分为悬浮的、胶体的和溶解的三种。对于以物理吸附作用附着于树脂表面 的悬浮有机物，可以使用加强过滤或对污染的树脂进行空气擦洗、超声波清洗等方法去除。胶体的有机物一般是带有负电荷的，它们的粒径在0.2-1.0nm之 间，对树脂的污染既是物理性的，又是化学性的，可通过混凝澄清或超过滤的方法去除。溶解性的有机物是污染强碱阴树脂的主要成分，

9、它们以范德华力和化学亲和 力吸着于强碱阴树脂，洗脱率低，最终影响树脂的工作交换容量和出水质量。4、对树脂工作交换容量的影响。由于强碱阴树脂上有机物的不断积聚，一方面部分交换基团被占据，再生时不能洗脱，减少了树脂的交换容量；另一方面这些有机物会在运行中不断溶解，并因有机酸的酸性比H2SiO3强，而抵制强碱阴树脂对H2SiO3的吸收，造成H2SiO3过早地在出水中漏过。因为阴床的失效终点是用SiO2的漏过量确定的，所以H2SiO3过早的漏过必然会使树脂的工作交换容量降低。后者只降低树脂的工作交换容量，而全交换容量不变。5、对出水质量的影响。被有机物污染的强碱阴树脂，因为附着有许多大分子的有机酸，它

10、们所含的部分被水中的矿质酸所排代，这就造成出水电导率的升高。这一作用，一方面增加了清洗水的用量和清洗时间，另一方面有机酸溶入出水中也会造成出水质量的降低。树脂上附着的有机酸，也会逐渐溶于出水中，使出水的pH值降低，SiO2含量增大。 三、防止强碱树脂遭受有机物污染的方法1、添加氧化剂。添加氧化剂是除去天然水中有机物的常用方 法，它能起到较好的杀菌和灭藻的作用。常用的氧化剂有氯气和臭氧。游离氯在水中分解为次氯酸，能降低天然水中80%左右的COD，但是过量的氧化剂会对凝 胶型苯乙烯系强碱树脂造成损害。在采用添加氧化剂方法去除COD时，必须去除残余的氧化剂，常用的方法为活性炭过滤。2、混凝-澄清过滤

11、。当天然水中有悬浮的和胶体的有机物时，使用混凝澄清和过滤的方法去除是很有效的。使用混凝澄清的方法还可去除粒径在2-10mm的杂质，对粒径为0.2-1mm的腐殖物，大约可以去除60-80%。3、活性炭过滤。活性炭可以用于吸附多种物质，包括无机、有机的胶体和溶解的高分子有机物等，同时，还可以除去水中的游离氯和氯胺等。4、有机物清除器。包括Cl型有机物清除器和OH型有机物清除器。5、选择抗污染的树脂。包括选用大孔型树脂、均孔树脂、大孔型弱碱阴树脂以及丙烯酸系强碱树脂。6、丙烯酸系强碱树脂的特点有：（1）交换容量高，交换速度快；（2）物理稳定性好，使用寿命长；（3）能有效地去除天然水中的有机物，并在再

12、生过程中能很好地洗脱。丙烯酸系强碱树脂除了含有强碱基团外，尚含有一定量的弱碱叔胺基团，所以具有较高的交换容量，一般可达800-1100mol/m3R。 当进水中弱酸阴离子/总阴离子的比值大于20%时，其工作交换容量有一定的下降，这是由于该树脂含有一定的弱碱基团的结果。当水中的游离矿质酸（简称 FMA）含量超过90%时，使用丙烯酸系强碱树脂可以相当于弱、强型树脂联合应用工艺的串联系统或双室浮床的效果；FMA含量为80-90%时，可相当于 双层床的效果；FMA含量在67-80%以下时，可降低再生剂用量，以保持经济的比耗。丙烯酸系强碱树脂具有弹性和多孔结构，从Cl型变为OH型时，其体积膨胀率只在7%

13、左右，明显地小于苯乙烯系同等交联度的强碱树脂和弱碱树脂。在工业设备中运行两年（共580个周期），没有发现树脂颗粒的破碎现象。由于丙烯酸系强碱树脂的骨架与官能团是由酰胺键连接的，因此降低了这种的树脂的热稳定性，其使用温度为30°C，最高不超过35°C。丙烯酸系强碱树脂对有机物具有良好的吸附和解析能力，不易被有机物所污染。 四、强碱阴树脂的复苏1、复苏液的选择。对强碱树脂吸着的，不能用正常再生方法交换出来的杂质，定期地进行一些有针对性的处理，以提高树脂交换性能的方法，称为树脂的复苏。复苏的方法要根据污染树脂的杂质性质进行选择，如铁的污染可用HCl清洗，吸着的有机物可用碱性氯化钠

14、溶液洗去等。不同成分的复苏液，消除强碱树脂上的有机物的效果有所不同，NaNO3、NaCl和Na2SO4的碱性混合液都有良好的洗脱效果，尤以NaNO3的碱性混合液最佳。经对碱性氯化钠溶液的浓度进行选择性试验，结果表明以10%NaCl 2-5%NaOH混合液的效果较佳。2、常用的清洗方法。（1）碱性氯化钠混合液清洗：氯化钠浓度为10%，氢氧化钠浓度为2-5%，每升树脂用量为160克NaCl及32克NaOH。阴床清洗需3个树脂床体积，如为混床清洗，应为阳、阴树脂总量的3倍体积，溶液应先预热至35°C。将交换床上部人孔打开，疏水至水位在树脂表面5-10cm处，如为阴床单床，第一个床体积的碱性

15、氯化钠溶液流经树脂床的流速不超过2个床体积/小时，疏 水速率使液位维持在树脂表面上5-10cm处。第2床体积溶液的进入速率与前同，并保持在树脂床内约8小时或放置过夜，通过空气排管在整个期间不时搅拌。浸泡完毕后，进入第3床体积碱性氯化钠溶液，流速如前。装回人孔，以阳床出水或生水冲洗。如为混床系统，碱性氯化钠溶液则进入阳、阴树脂层，疏水如前述，然后进入第一床体积的碱性氯化钠溶液，淋洗过程也与阴床单床相同。在淋洗前，人孔须装回，使用床内正常布水系统进行淋洗。清洗后，阴床单床系统的再生，至少须用96克NaOH/升树脂的再生水平，再生后进行淋洗，并再次再生和淋洗，共再生两次。混床系统则应先反洗将阳、阴树

16、脂分层，将阳树脂及阴树脂都分别再生两次。阴树脂的再生水平如前，而阳树脂则至少用100克HCl/升树脂的再生水平。这里必须再次强调，树脂要再生两次，且两次再生间要淋洗。（2）次氯酸钠清洗：这是在树脂受到严重污染，用碱性氯化钠溶液无法复苏时使用。这方法虽然不常使用，但是绝对安全的。在阴床单床或混床系统，树脂须先用至少一个床体积的10%盐水，使树脂彻底失效，混床中的阳树脂必须全部转为钠型。准备3个床体积的次氯酸钠溶液，溶液中有效氯的含量为1%。次氯酸钠清洗与碱性氯化钠清洗步骤相似，除了第二床体积的浸泡贮留时间为4小时，且溶液不加热。在混床清洗时，在用酸再生阳树脂前，最后的痕量的次氯酸钠必须淋洗干净。

17、注意：次氯酸钠是强烈的漂白剂，有关注意事项，操作人员必须知晓和遵守，使用次氯酸钠清洗后，疏出的废液必须冲洗干净，否则当废酸液进入时将在下水道内产生氯气。 4 离子交换树脂预处理方法 GB/T54761996 前言本标准代替GB/T54761985离子交换树脂预处理方法。这次标准修订时，将原标准中3.3试样的酸碱处理和3.5基准型试样的制备合并为本标准中5.3试样的制备，增加预处理单次操作的试剂用量，简化操作步骤，缩短操作时间。 1范围本标准规定了离子交换树脂的预处理方法。本标准适用于强酸、弱酸、强碱或弱碱性的离子交换树脂的预处理。 2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准

18、的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T5475 85离子交换树脂取样方法GB/T12598 90离子交换树脂渗磨圆球率、磨后圆球率的测定 3方法提要在检测离子交换树脂的各项性能之前，先用水反洗树脂，除去机械杂质，再通过规定的酸、碱溶液除去可溶物，同时将树脂转为具有下列离子型式的试样： 强酸性阳离子交换树脂为钠型。 弱酸性阳离子交换树脂为氢型。 强碱性阴离子交换树脂为氯型。 弱碱性阴离子交换树脂为游离胺型。 4试剂和溶液4.1 盐酸溶液：C(HCl)=1mol/L，量取盐酸90mL稀释至1000mL，摇匀。4.2

19、氢氧化钠标准溶液：C(NaOH)=1mol/L，称取100g氢氧化钠，溶于100mL水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮，用塑料管虹吸52mL的上层清液，注入1000mL无二氧化碳的水中，摇匀。4.3 甲基橙指示液：1g/L，称取0.1g甲基橙，溶于70水中，冷却稀释至100mL。4.4 酚酞指示液：10g/L，称取1.0g酚酞，溶于乙醇，稀释至100mL。4.5 纯水：电导率（25）不大于5.0s/cm。 5仪器和设备5.1 交换柱：玻璃交换柱，内径35mm，高400mm，带有1号或2号微孔砂芯（见图1），或有机玻璃交换柱，见GB/T12598中的图1。5.2 预处理装置，见图2

20、。5.3 分液漏斗：容量250mL-500mL。5.4 广口瓶：容量1250mL-250mL。 6操作步骤6.1采样采样按GB/T5475规定的方法进行。6.2 反洗量取与约25mL-50mL树脂，置于交换柱中，用纯水进行反洗，树脂展开率为50%-100%，直至试样中无可见机械杂质，出水澄清为止。6.3 试样的制备6.3.1 在预处理装置中（见图2），使液面高出树脂层约10mm，保证树脂层中无气泡。根据树脂的种类按表1规定的第一步操作所需的试剂量和流量通过树脂层，直至液面高出树脂层表面10mm为止。然后用纯水按表1规定的水洗流量和时间进行水洗。6.3.2 按表1中规定的第二步操作所需的试剂量和

21、和流量通过树脂层，直至液面高出树脂层表面10mm为止。然后用纯水按表1规定的水洗流量和时间进行水洗，直至用规定的指示剂检验流出液呈表中规定的颜色为止。 表1试样预处理条件 试样种类 强酸 弱酸 强碱 弱碱 第一步操作 试剂 HCl NaOH NaOH HCl 浓度，mol/L 1 体积数，mL 400 流量，mL/min 13-14 6-7 13-14 6-7 水洗流量，mL/min 25-30 水洗时间，min 20-30 第二步操作 试剂 NaOH HCl HCl NaOH 浓度，mol/L 1 体积数，mL 400 流量，mL/min 13-14 6-7 13-14 6-7 水洗流量，m

22、L/min 25-30 指示剂 酚酞 甲基橙 甲基橙> 酚酞 终点颜色 无色 黄色 黄色 无色 6.3.3 将交换柱中的树脂转入清洁的广口瓶内待测。 7试验报告a. 试验报告应具有以下内容：b. 样品名称或代号；c. 样品的来源；d. 试验依据的标准名称及编号；e. 试验者；f. 试验日期；g. 其它必要的说明。 5 离子交换树脂含水量测定方法 GB/T57571986 本标准适用于在105-110下连续干燥而不发生化学变化的离子交换树脂含水量的测定。 1原理将吸收了平衡水量的离子交换树脂样品，用离心法除去颗粒外部的水分后，称取一定量的样品，用烘干法除去内部水分，由质量的减少计算树脂的含

23、水量。 2仪器和设备2.1 玻璃离心过滤器：如下图。2.2 电动离心沉淀机：0-4000r/min（可调）；50mL离心管4支。2.3 烘箱：最高温度200，温度波动±2。2.4 架盘天平：感量0.1g，最大称量100g。2.5 干燥器：250mm，内放硅胶干燥剂。2.6 称量瓶：50mm×30mm。2.7 秒表：分度0.02s。2.8 分析天平：感量0.1mg。 3试验步骤3.1 取样按GB/T54751985离子交换树脂取样方法进行。3.2 试样的预处理按GB/T54761996离子交换树脂预处理方法进行。需要将树脂转为某一型态时，可将相应的电解质溶液通过上述预处理后的

24、样品。3.3 将预处理好的树脂样品5-15mL装入离心过滤管内，在另一对称管内装入某一样品或水，然后放在架盘天平两边称量，用电导率（25）小于2s/cm的少量纯水调整至两管质量相同。3.4 将离心过滤管放至电动离心沉淀机内，在2000±200r/min下离心5min，用秒表计时。3.5 取出离心过滤管，将样品倒入称量瓶内，盖严。注：取出离心过滤管时，应防止分离出来的游离水重新进到树脂层中。3.6 在已恒重的两个称量瓶中分别称入上述树脂样品0.9g-1.3g，准确至1mg。3.7 将称量瓶敞盖放入烘箱中，在105±3下烘2h。3.8 在烘箱中，将称量瓶盖严，取出置于干燥器内，

25、冷却至室温（约20min-30min），在分析天平上称量。 4结果计算离子交换树脂含水量x（%）按下式计算： 式中：m1空称量瓶的质量，g；m2烘干前称量瓶和树脂样品的质量，g；m3烘干后称量瓶和树脂样品的质量，g。两次测定值之差不得大于0.29%，取两次测定值的算术平均值为测定结果。 5允许差同一实验室内允许差为0.29%；不同实验室间允许差为1.09%。 6 树脂的污染及处理 一、悬浮物的污堵及处理原水中的悬浮物会堵塞树脂层中的孔隙，从而增大其水流阻力，增大运行压降，也会覆盖在树脂颗粒的表面，因而降低树脂的工作交换容量。为防止悬浮物的污堵，主要是加强对原水的预处理，以降低水中悬浮物的含量。

26、为清除积聚在树脂层中的悬浮物，可采用增加反洗次数和时间或使用压缩空气擦洗等方法。常用化学除盐系统对进水悬浮物的要求一般如下： 化学除盐单元 悬浮物（mg/L） 强酸阳（顺流再生） <5 强酸阳（对流再生） <2 强酸阳（浮床） <2 强酸阳（顺流） 强酸阳（浮床） <5 阳双层床、双室床 <2 阳双室浮床 <2 弱酸阳（顺流） 强酸阳（顺流） <5 弱酸阳（顺流） 强酸阳（浮床） <5 二、铁的污染及处理：阳、阴树脂都可能发生铁的污染。被污染树脂的外观为深棕色，严重时可以变为黑色。一般情况下，每100g树脂中的含铁量超过150mg时，就应进行处理

27、。铁的存在会加速阴树脂的降解。阳树脂使用中，原水带入的铁离子，大部分以Fe2+存在，它们被树脂吸收以后，部分被氧化为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。使用铁盐作为混凝剂时，部分矾花带入阳床，过滤作用使之积聚在树脂层表面，再生时，酸液溶解了矾花，使之成为Fe3+，部分被阳树脂所吸收，造成铁的污染。工业盐酸中的大量Fe3+，也会对树脂造成一定的铁污染。用于钠离子交换的阳树脂更容易受到铁的污染。阴树脂中的铁含量有时会比阳树脂的大许多倍。阴树脂的铁主要来源于再生液。一般隔膜法生产的烧碱，其中含有0.01%-0.03%的Fe2O3，同时，还含有6-7mg/L的NaCl

28、O3。这样的烧碱在贮存和输送过程中与铁容器、管道（无防腐层）接触，将生成高铁酸盐（FeO4）。高铁酸盐随碱液进入阴床后，因pH值的降低，将发生分解，其反应式如下： 2FeO42- + 10H+ 2Fe3+ + 2/3O2 + 5H2O Fe3+进一步生成Fe(OH)3，附着于阴树脂颗粒上，造成铁的污染。树脂遭受铁的污染以后，在一般的再生过程中不能除去，必须用盐酸进行清洗。常用的清洗方法是用10%HCl溶液，在进行此方法前，必须检查交换器设备的耐腐蚀性能，否则须用加抑制剂的盐酸。将相当于树脂床体积0.5倍的10%HCl溶液从树脂床顶部进入（要考虑到树脂床内的残余存水，保持HCl溶液的浓度），从树

29、脂床底部疏出相当于床内残 余存水的水量，将溶液搅拌，并与树脂接触12小时。疏出酸液，自上而下淋洗，然后反洗30分钟，除去疏松物质，再将树脂床再生后即可投运。防止树脂发生铁污染的措施有：1、减少阳床进水的含铁量。对含铁量高的地下水应先经过曝气处理及锰砂过滤除铁。对含铁量高的地表水或使用铁盐作为凝聚剂时，应添加碱性药剂，如Ca(OH)2或NaOH，提高水的pH值，防止铁离子带入阳床。2、对输送高含铁量原水的管道及贮槽应考虑采取必要的防腐措施，以减少原水的铁含量。3、阴床再生用烧碱的贮槽及输送管道应采取衬胶防腐，以减少碱再生液的含铁量。4、当树脂的含铁量超过150g/gR时，应进行酸洗。 三、硫酸钙

30、的污染及处理：使用硫酸再生钙型阳树脂时，如果再生液的浓度过高，或流速过慢，在靠近树脂颗粒处，再生出的Ca2+与溶液中的SO42-浓度超过CaSO4的溶度积就会产生CaSO4沉淀，并附在树脂颗粒上，不仅再生后清洗困难，洗出液中总有硬度，影响离子交换反应的进行，运行中还会溶于出水中，使硬度含量增加，降低阳床的交换量。硫酸钙在25°C时的溶度积为2000ppm，随温度增高溶解度减小，因此很难除去。防止硫酸钙沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的浓度，二是加快再生液的流速。也可采用分步再生方法，使再生液浓度逐步加大，再生流速逐步减慢。一旦发现树脂中与硫酸钙沉淀时，目前最常用的方法是先以大量软水进行

31、反洗，然后再用-10%HCl（3个床体积）以2.0L/h/L反复清洗，但须注意HCl及硫酸钙的溶解速度很慢，因此须多次清洗。另一方法是用EDTA钠盐，但价格很高，且是放热反应，使用时须注意。 四、硅的污染及处理：硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中，尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中，其结果往往导致阴离子交换器除硅效率下降。阴床的强碱树脂再生不当、失效的树脂未及时再生或阴树脂再生不彻底，会发生硅酸在树脂颗粒内部聚合的现象，而难以再生，这种现象是硅在树脂内的积聚，不 属于硅的污染。硅的污染是指再生过程中，已从树脂上再生出来的硅酸盐，由于再生液pH值的降低，大量的硅酸以胶体状态析出，严重

32、时再生液可以变成胶冻状， 被覆于树脂表面，影响树脂的交换容量，并造成出水SiO2含量增高。顺流再生固定床和移动床一般不会发生硅的污染。硅的污染主要发生于原水中硅的含量与总阴离子含量（不包括碱度）比值高的对流再生单床，尤其是在弱、强型阴离子交换树脂联合应用的设备和系统中。清洗二氧化硅污染可用烧碱，建议用量为130-160g/L，浓度为2.0%，处理温度为50°C-60°C。树脂床须先浸泡，如条件不允许，可将溶液以2个床体积/小时的流速通过树脂床，这方法的关键是保持较高温度及接触时间。防止硅污染的主要措施有：1、阴床失效后要及时再生，不在失效态备用。2、再生碱液应加热，型树脂不

33、高于40°C，型树脂不高于35°C。3、降低再生液的浓度至2%NaOH。4、再生液的流速不低于5m/h，但应保持进再生液的时间不少于30min。5、联合应用系统中要从设计上保证弱型树脂先失效。 五、油的污染及处理：矿物油对树脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于树脂颗粒的表面，造成树脂微孔的污堵，致使树脂交换容量降低，周期制水量明显减少。矿物油的来源有： 渗入地下的矿物油随原水带入交换器。 使用蒸汽混合加热原水时，油随蒸汽带入原水。 燃油锅炉使用蒸汽雾化燃油，当油压高于蒸汽压力时，重油（或原油）漏入蒸汽，经过凝气器进入凝结水除盐系统。 炼油厂或化工厂生产流程中的油通过蒸汽系统漏

34、入原水。化学除盐设备进水中含油量为0.5mg/L时，几个月内即可出现树脂被油污染的现象。处理油污染树脂的方法：首先，应迅速查明油的来源，排除故障，防止油的继续漏入。必要时，应清理设备内积存的油污。轻微污染的树脂不一定需要处理，可以在多次再生中逐渐恢复其交换容量。严重污染的树脂，应通过小型试验，选择适当的处理方法。1、用NaOH溶液循环清洗使用38-40°C的8%-9%NaOH溶液，从碱箱（约10m3）经过阴床、阳床后，再回到碱箱循环清洗（具体时间由小型试验确定），并补充NaOH溶液，保持溶液浓度，利用NaOH对矿物油的乳化作用，清除油污。2、用溶剂清洗可以使用石油醚或200号溶剂汽油

35、对树脂进行清洗，清洗过程中要严密防火。3、使用溶剂与表面活性剂联合清洗使用树脂体积20%的200号溶剂汽油和TX-10（非离子型，全名为聚氯乙烯辛烷基苯酚）20kg，加入交换器后，保持温度45-50°C，用无油压 缩空气搅拌并擦洗，30min后再加入200kgTX-10表面活性剂，继续搅拌，使油乳化。最后，从交换器顶部进水，将乳化液从底部排出，至冲洗干净为 止。 六、有机物的污染及处理：有机物对阴树脂的污染原因及处理方法都比较复杂，将另行说明。 7出水质量恶化 出水质量是衡量化学除盐设备运行工况的主要指标。出水质量恶化是指运行周期中间，除盐水的电导率和SiO2含量明显高于调试结果，不

36、论其水质指标是否合格，都可以认为是发生了出水质量恶化现象。当除盐水的电导率或SiO2含量明显增高时，为确定发生问题的原因，需要测定除盐水的pH值。根据测定结果，判断除盐设备出水质量恶化故障，查找发生问题的原因。下列的情况在除盐系统中是比较典型的：1、弱酸阳床：（1）出水碱度漏泄比规定值为高。这是由于再生不合适，再生剂应为理论交换容量的110%，如采用串联再生，则须检查再生强酸树脂后的酸量是否足够再生弱酸树脂。（2）出水硬度高于规定值。如用硫酸再生，可能会有硫酸钙沉淀，这时硫酸钙渐渐水解，将产生钙硬，因此，当用硫酸再生时，须采用分步再生方法，并实行先低浓度、高流速，后高浓度、低流速的方法再生。如

37、串联再生，则应检查强酸阳树脂的再生废液是否已稀释。 2、强酸阳床：（1）出水钠漏泄高于规定值。这不太发生，如有，则应检查再生步骤，有时阳床用混床再生废液串联再生，这时须注意混床废液最初的15-30%须弃去，否则将有钠离子进入阳床，此外，混床废液中的酸量须检查是否足够。（2）出水漏硬度。如果用硫酸再生，那时由于硫酸钙沉淀，应检查酸的浓度（从系统中取样分析）及再生流速，如水中钙离子量超过总离子的50%，须采用分级再生，最初浓度应不大于2%，流速为12升/小时/升树脂。 3、弱碱阴床：（1）出水矿物酸漏泄增加。这问题可分为矿物酸漏泄真实增加和矿物酸漏泄表象增加。a. 矿物酸漏泄真实增加。一般出水电导

38、率应为50s/cm或以下，如再生不足，电导率曲线将缓慢上升，那就是出水酸度将逐步上升。建议同时测定pH值，以校核矿物酸漏泄是否真实增加，而不是表象增加。最后，如果弱碱树脂是串联再生，那么再生强碱树脂后的碱液是否足够，它应为理论交换容量的120-130%。b. 矿物酸漏泄表象增加。弱碱树脂是作为矿物酸的中和剂，真正的弱碱树脂（有90%以上的弱碱基）不会分解中性盐如氯化钠或硫酸钠，因此阳床必须运行正常，其 出水钠漏泄很小，并须维持一定的pH。如pH大于3.5，那就是阳床未能完全去除阳离子，这些中性盐流经弱碱阴床将增加电导率。（2）高pH、漏钠、电导率增高。这是由于阴树脂床中混入了阳树脂，在碱再生时

39、，阳树脂呈钠型，在运行中逐渐放钠。阴床出水有钠，是由于强酸阳床出水漏钠。（3）二氧化硅问题。如阴床串联再生，尤为容易产生此问题，强碱阴床再生后的碱液中含有二氧化硅，经弱碱阴床后，又进行了碱性中和，而使pH下降，当达到碱液中二氧化硅等电点时，二氧化硅就在树脂上沉淀下来。在以后运行中，由于水解而使出水中二氧化硅增加。解决这问题的方法是，再生强碱阴床后的碱液先排除15-30%，或将碱液稀释至2%，还须保证NaOH有理论工作交换容量的130%。 4、强碱阴床：不论是型还是型，关键问题是二氧化硅漏泄，与强酸阳树脂及弱碱阴树脂不同，强碱阴树脂的热稳定性较低，只有60及40，否则树脂会发生降解。如因热及氧化

40、作用，使强碱基团损失，这样就造成二氧化硅漏泄，因此，在运行中须保持在温度极限范围内。此外，强碱阴树脂易受有机物污染，产生如下后果：（1）pH降低；（2）电导率增高；（3）二氧化硅漏泄增加；（4）淋洗水量增加。其中：（1）和（2）是由于在树脂上的有机物再生后部分水解所造成的，（3）是由于污染物的位阻效应使NaOH再生不完全，（4）是由于污染物的两性作用。 5、混床系统（1）淋洗水量增大。混床系统淋洗水量增大是由于树脂的交叉污染，如NaOH与混入阴床的强酸阳树脂作用，将钠盐存在于阳树脂上，或HCl(H2SO4)与混入阳床的强碱阴树脂作用，将氯根（硫酸根）存在于阴树脂上。交叉污染主要是由于树脂在分界

41、面上的混杂。在这情况下，钠及氯根（硫酸根）漏泄增大，使淋洗时间增加。经验显示，虽然冲洗钠漏泄很麻烦，但其影响不及硫酸根离子漏泄严重，后者在凝结水净化系统中的后果尤为突出，常用的方法是将出水进行再循环，这方法是很耗时的。采用三层混床树脂，可减少再生剂对阳、阴树脂的交叉污染，使混床淋洗水量过大的弊病得到改善。（2）出水质量下降。混床系统要求阳、阴树脂须充分混合。如果阳、阴树脂混合不好，在很多部位还是呈分层状态，出水质量就会降低。一个重要的事项是，在 空气混合时，树脂床层上部的水层必须小于5厘米，如果树脂床不先疏水至上述水位，那么不管空气搅拌多么激烈，当搅拌停止时，树脂就按密度差别重力沉降，使 阳、

42、阴树脂分层，而产生上述问题。建议采用反常规混床树脂，它既能使阳、阴树脂在反洗时彻底分层，又能在再生后均匀混合，解决了混床树脂的混合问题。 8 树脂的氧化和降解 树脂的化学稳定性可以用其耐受氧化剂作用的能力表示。阳树脂被氧化后主要发生骨架的断链，而阴树脂则主要表现为季胺基团的降解。1、阳树脂的氧化：阳树脂被氧化后主要表现为骨架断链，生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基团。其反应为： 阳树脂遇到的氧化剂主要是游离氯与水反应生成的氧，其反应如下： 过去原水中的游离氯主要来自生活用水的消毒。近年来，由于天然水中有机物含量和细菌的增多，在混凝、澄清之前也需加氯，以达到灭菌和降低COD 的作用，因此，必须注意

43、游离氯对阳树脂的损害。再生过程中，如果使用质量差的工业盐酸或副产品盐酸，其中含有氧化剂也会对阳树脂造成损害。一般要求进入化 学除盐设备的原水中，游离氯的含量应小于0.1mg/L。 2、防止阳树脂被氧化的方法：（1）活性炭过滤。防止阳树脂被氧化的常用方法是通过活性炭过滤。活性炭脱除游离氯的原理，不单纯是吸附作用，而是一种表面上的化学反应。当活性炭表面吸附的氯达到一定浓度时，就会发生下列反应： 式中：C*活性炭；CO*活性炭表面上生成的氧化物。如果有充分的氯参加反应，CO*可以变为CO或CO2逸出，留下的活性炭可以继续吸附游离氯。为此，为了脱除游离氯，可以使用较高的过滤流速（约50m/h）。同时，

44、活性炭吸着游离氯时具有很高的吸着容量（每克活性炭约可吸着6.5mg以上的Cl2）。用活性炭去除水中的游离氯可以使用下列经验公式进行计算： 式中：CO进水游离氯的含量，mg/L；C出水游离氯的含量，mg/L；L活性炭层高，m；V过滤流速，m/h。考虑到HOCl的反应速度较慢，将上述公式修正为： 制造活性炭的原材料一般对脱氯效率无影响。水中有胶体或高浓度的有机物存在，将会严重缩短活性炭作为脱氯剂的寿命。活性炭过滤器仅用于脱除游离氯时，可以用漏Cl2量0.1mg/L作为终点。活性炭的寿命是很长的，例如：在活性炭层高0.76m，过滤速度6.1m/h的条件下，对游离氯含量2mg/L的水进行脱氯，其使用寿命约为6年左右。（2）选用高交联度的阳树脂。随着树脂交联度的增大，其抗氧化性能增强。阳树脂被氧化后，由于断链使骨架疏松，体积膨胀，含水量增大。大孔型阳树脂因为交联度高，具有较好的抗氧化性能。但是，随着树脂交联度的增加，其交换容量降低，价格增高，因此，在实际中很少使用。 3、强碱阴