树脂的污染及处理

1、树脂的污染及处理, # ' N% m3 z4 K9 v        / n1 L5 o* F: k& o# f9 " E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。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：7 |4 o1 j# y1 |9 化学除盐单元   

2、;     悬浮物（mg/L）        % c( : k. k  h  l* V  H强酸阳（顺流再生）        <5        . a- F5 T$ A  o: h) c7 K强酸阳（对流再生）        <2        , c6 4 y: x2 L'

3、, L/ G强酸阳（浮床）        <2        . S' H# l9 Y) K7 u0 W$ _, ?强酸阳（顺流） 强酸阳（浮床）        <5        , D! k1 |# " h) C阳双层床、双室床        <2        1 _1 ?% . E1 M4 " H阳双室浮

4、床        <2        . k1 V" u3 N7 z2 S3 c* u5 F弱酸阳（顺流） 强酸阳（顺流）        <5        5 C! y/ C, m  u- i弱酸阳（顺流） 强酸阳（浮床）        <5        2 L' I+ Q+ t- t* N* e&

5、quot; X/ i; G- R! p1 ; H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。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

6、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NaClO3。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：) ?5 y$ D3 L3 G& |3 v. C2FeO42- + 10H+ 2Fe3+ + 2/3O2 + 5H2O) h, r$ a% 2 j0 N; X/ o) a1 L& _Fe3+进一步生成Fe(OH

7、)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

8、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。3 J( h2 5 n( r# L6 o4 R三、硫酸钙的污染及处理： 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

9、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。) M3 R5 C3 g, L

10、+ g5 K7 4 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

11、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

12、用系统中要从设计上保证弱型树脂先失效。! B! D0 o3 p' e1 t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

13、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

14、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。8 t/ o0 J6 F& d1 D! w" + U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。% i8 n& 6 s$ n6 + u        $ M: y/ 0 M6 t- n7 e% E' g4 k设备出力降低5 M7 m) o: g) F

15、9 Q7 a除盐设备出力的降低可以分别表现为周期离子交换量的降低和单位时间制水量的降低。周期制水量的增减与原水中离子含量有直接关系，当使用原水水质多变的地表水或多个水源时，尤其应注意原水水质对周期制水量的影响。单位时间制水量的降低一般是离子交换设备水流阻力过大的结果，应及时检查交换器内部的进、出水的布水装置和树脂层是否发生偏斜或污堵，并及时予以消除。当除盐设备发生故障时，首先表现为周期交换量的降低，然后才是出水水质的恶化。串联式除盐系统可以根据失效时除盐水的指标，确定交换量低的交换器。失效时，出水SiO2含量增加，电导率变化不大者为阴床失效；电导率增加，SiO2含量变化不大者为阳床失效。并联式

16、除盐系统（母管式）应根据每台设备的周期制水量与原水水质计算设备的周期交换量，发现周期交换量明显降低，可以认为该设备发生了故障。发现阳床（或阴床）出力降低时，可按照下表判断、查找除盐设备出力降低故障可能的原因。. $ c7 a$ i  P6 t$ P+ u! w%         除盐设备出力降低故障的判断- N* B( - T3 j3 ?. b/ N        2 L2 6 9 L- P( N' s        设备故障2 d& G&

17、amp; 2 H9 h        # I* % J( a* x4 a1、石英砂垫层乱层。交换器底部选用石英砂垫层时，因反洗操作不当或积污，会造成石英砂层结块；若反洗水从局部冲出则会造成石英砂垫层乱层。石英砂垫层下面的穹型多孔板的中心，应不开孔，以避免底部进水流速过高冲乱石英砂层。如果穹型板是全部开孔的，可以在穹型多孔板下面加装挡板，但是，不可使用缝隙式喷水头或多孔式花篮，因为它们的出水流速太高，距穹型板又近，仍然会使水流集中于局部小孔喷出，冲乱石英砂层。石英砂垫层应严格按照级配逐层铺垫，每层的厚度必须均匀。在装入树脂前，可以进行反洗试验，要求在流速达

18、到40-60m/h时，石英砂垫层不乱层，不移动。( S1 r; Y) Q+ I" C2、中间排液装置的损坏。逆流再生离子交换器的中排装置损坏是常见的故障。中排装置损坏的根本原因是，在树脂层中有气泡或干层的情况下，反洗进水流速过高，树脂层尚未散开，树脂的流动性差，夹在干树脂层中的中间排液装置被向上托起而造成的。在运行中因树脂干层收缩，也会造成中排支管的向下弯曲。在阳床的运行中，树脂层内出现气泡是因为阳床用进口阀门调节流量，交换器在低压（0.1-0.2Mpa）下运行，经交换反应生成的碳酸变为游离的CO2析出，积聚在树脂层内。防止CO2析出的方法是保持交换器在0.4-0.6Mpa压力下运行

19、。此外，如果水泵轴封漏气，也会使空气随水流进入交换器，积在树脂层中。特别应该指出的是设备长期停用或因阀门漏水造成树脂干层时，进水速度一定要缓慢（2-3m/h），使树脂层中的气泡能慢慢逸出，不得将干树脂层托起。中间排液装置必须牢固地固定在专用的支架上，为防止中排装置的损坏，国外曾将支管从圆形改为椭圆形（或灯泡形状），以减缓反洗时造成的冲击。也可将母管露置在树脂层上部50mm处，其支管或水帽插入树脂层中需要的高度，以减少树脂层胀缩时对中排装置的冲击。开始反洗时，流量应小，待树脂层内气泡被排出，树脂开始浮动后，再加大反洗流量。中排装置应用不锈钢制成，加工制造及焊接应牢固可靠。体内再生的混床，其中排装

20、置的损坏也是常见的，高流速的混床更为严重。其防止措施与逆流再生交换器相同。& E0 A& B, v1 d5 M  l# S+ ?/ A3、顶部装置的损坏。一般下向流运行的交换器（如顺流再生设备、逆流再生设备等），其顶部装置比较简单，很少损坏。上向流运行的交换器（如浮床、双室浮床等），运行时容易造成损坏。浮床的顶部装置过去曾使用过母支管式、法兰夹多孔板式、弧形支管式以及体外母管外插式等，经过多年的研究和试验，证明使用孔板水帽式和弧形支管式效果较好。交换器顶部装置损坏的主要原因是树脂层顶部干层，底部进水流速高时，树脂层象活塞一样压向顶部装置造成损坏。防止损坏的方

21、法是先用小流量水流充满树脂层，再加大水的流量。另外一种损坏交换器顶部装置的原因是，采用弱型树脂的浮床，在装填新树脂时，未考虑足够的可逆转型和不可逆膨胀的空间，树脂膨胀时会损坏交换器的顶部装置。4 g2 B" f7 b! s4 l5 Q& Q        4、防腐涂层脱落问题。目前，离子交换器内的防腐涂层，普遍采用橡胶衬里，其耐蚀性能良好。在正常的使用条件下，寿命可达10-15年，不会脱落。但是，使用环氧树脂涂料或玻璃钢衬里的水处理设备，时常会发生涂层脱落。涂层脱落后，酸、碱性很强的介质会对设备（钢制或混凝土制）造成严重腐蚀，同时，其腐

22、蚀产物还会严重污染树脂和出水水质。脱落的大片的环氧树脂涂层或玻璃钢还有可能覆盖在布水装置上，造成水流和再生液的偏流，使交换器不能正常运行。发现涂层脱落时，应及时对设备进行检修，将涂层脱落部分打磨、清洗干净，重新涂敷防腐涂层。树脂的氧化和降解: X. l4 D2 B- G0 I3 u3 Q+ U, 4 f3 u- Y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：8 S/ P7 _- T+ H: T/ s+ n: I&

23、   Q& u0 W! i+ g$ p% V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：# j, B" h4 t5 M3 H3 I8 8 O& o- J# L- p! L6 k% Y) q, d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。% u; n

24、+ U$ V. E7 9 D0 e2 b6 y2、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：9 j* F2 , Y1 d  + j; l$ R4 $ Z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，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

25、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：3 P* q3 q: J, K, % L/ M6 S6 V, i/ / K  q! p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：  V: s0 c$ B# _6 s. 5 |0 l- E4 & n' O) h5 V* 2 + F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

26、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。  a! g& + ' f  W8 e3、强碱阴树脂的降解：强碱阴树脂遭受氧化后，主要表现为

27、季胺基团的逐渐降解，而不会发生骨架的断链。强碱阴树脂的降解主要是季胺基团按顺序分解为叔、仲、伯胺，甚至非碱性物质。在化学除盐工艺中，其主要表现为中性盐分解容量，特别是硅交换容量的降低。强碱阴树脂在运行中遇到的氧化剂主要是水中溶解氧，再生过程中遇到的氧化剂主要是碱中所含的ClO3-和FeO42-。季胺基团受氧化的反应，如下式所示：1 N3 n' a* & a0 u, ?1 C+ + 0 X8 w, S% L# , i强碱型阴树脂的抗氧化性能优于强碱型。强碱阴树脂在长期使用中，其交换容量会逐渐降低。+ Q( A7 G1 ) ?9 C&      

28、;   4、防止强碱阴树脂降解的方法（1）使用真空除气器，减少阴床进水中的含氧量。（2）做好碱液贮存及输送设备的防腐工作，降低再生液的含铁量。（3）采用隔膜法制造的纯碱，降低碱液中NaClO3的含量（可降低至6-7mg/L）。（4）控制再生液温度：型阴树脂不得高于40；型阴树脂不得高于35。（5）树脂应以氯型在低温下保存。& , M1 J6 _/ B0 U/ R/ N+ L2 T$ F3         " n, ; m$ r! j7 2 H1 f        ! c' p&a

29、mp; j! k: H! L, 出水质量恶化. v7 # t5 f- _0 c8 u* M+ k7 n        $ l( m. i. t/ K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

30、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。如串联再生，则应检查强酸阳树脂的再生废液是否已稀释。* k  P& q/ e  7 0 a2、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

31、，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。2 r" X/ : B% F% Z3、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

32、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，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，

33、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%。; / j5 j* l) x( z1 X. 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

34、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。) s/ N( Q! 4 B# z( 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

35、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。/ t! z5 u  h' R( _7 * t（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、阴树脂分层，而产

36、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。0 O# u4 R& l1 |' D. P        0 G. u! 1 h* f, F- l        1 0 7 : h/ X  Z6 i4 T& c" v7 _) A有机物的污染及处理# L( X$ " 0 y$ ?8 T1 W, s, L' t/ T! - 一、强碱阴树脂遭受有机物污染的特征：1、树脂被污染后，

37、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-COONa，在清洗过

38、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。2 Y1 2 c' * $ K4 Y5 Q5 B7 C' v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

39、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

40、、有机物特性的影响。分子量比较大的腐殖酸，一方面由于分子量大，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

41、。溶解性的有机物是污染强碱阴树脂的主要成分，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

42、碱阴树脂，因为附着有许多大分子的有机酸，它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。* s( m9 + J5 q- S: o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

43、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。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FM