DYG224 離子交換軟化與除鹽實(shí)驗(yàn)裝置(4柱)

DYG231 五塔式離子交換器制備純水實(shí)驗(yàn)裝置

DYJ016 顆粒自由沉降、離子交換實(shí)驗(yàn)裝置

DYG256 離子交換法處理含鉻廢水實(shí)驗(yàn)裝置

原水中的懸浮物會(huì)堵塞樹(shù)脂層中的孔隙，從而增大其水流阻力，增大運(yùn)行壓降，也會(huì)覆蓋在樹(shù)脂顆粒的表面，因而降低樹(shù)脂的工作交換容量。

為防止懸浮物的污堵，主要是加強(qiáng)對(duì)原水的預(yù)處理，以降低水中懸浮物的含量。為清除積聚在樹(shù)脂層中的懸浮物，可采用增加反洗次數(shù)和時(shí)間或使用壓縮空氣擦洗等方法。

常用化學(xué)除鹽系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水懸浮物的要求一般如下：

化學(xué)除鹽單元懸浮物（mg／L）強(qiáng)酸陽(yáng)（順流再生）＜ 5強(qiáng)酸陽(yáng)（對(duì)流再生）＜ 2強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）＜ 2強(qiáng)酸陽(yáng)（順流）→強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）＜ 5陽(yáng)雙層床、雙室床＜ 2陽(yáng)雙室浮床＜ 2弱酸陽(yáng)（順流）→強(qiáng)酸陽(yáng)（順流）＜ 5弱酸陽(yáng)（順流）→強(qiáng)酸陽(yáng)（浮床）＜ 5

二、鐵的污染及處理：

離子交換樹(shù)脂對(duì)污染如何進(jìn)行處理？

陽(yáng)、陰樹(shù)脂都可能發(fā)生鐵的污染。被污染樹(shù)脂的外觀為深棕色，嚴(yán)重時(shí)可以變?yōu)楹谏Ｒ话闱闆r下，每100g樹(shù)脂中的含鐵量超過(guò)150mg時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行處理。鐵的存在會(huì)加速陰樹(shù)脂的降解。

陽(yáng)樹(shù)脂使用中，原水帶入的鐵離子，大部分以Fe2＋存在，它們被樹(shù)脂吸收以后，部分被氧化為Fe3＋，再生時(shí)不能*被H＋交換出來(lái)，因而滯留于樹(shù)脂中造成鐵的污染。使用鐵鹽作為混凝劑時(shí)，部分礬花帶入陽(yáng)床，過(guò)濾作用使之積聚在樹(shù)脂層表面，再生時(shí)，酸液溶解了礬花，使之成為Fe3＋，部分被陽(yáng)樹(shù)脂所吸收，造成鐵的污染。工業(yè)鹽酸中的大量Fe3＋，也會(huì)對(duì)樹(shù)脂造成一定的鐵污染。用于鈉離子交換的陽(yáng)樹(shù)脂更容易受到鐵的污染。

陰樹(shù)脂中的鐵含量有時(shí)會(huì)比陽(yáng)樹(shù)脂的大許多倍。陰樹(shù)脂的鐵主要來(lái)源于再生液。一般隔膜法生產(chǎn)的燒堿，其中含有0．01％～0．03％的Fe2O3，同時(shí)，還含有6～7mg／L的NaClO3。這樣的燒堿在貯存和輸送過(guò)程中與鐵容器、管道（無(wú)防腐層）接觸，將生成高鐵酸鹽（FeO4）。高鐵酸鹽隨堿液進(jìn)入陰床后，因pH值的降低，將發(fā)生分解，其反應(yīng)式如下：

2FeO42－ ＋ 10H＋ → 2Fe3＋ ＋ 2／3 O2 ＋ 5 H2O

Fe3＋進(jìn)一步生成Fe（OH）3，附著于陰樹(shù)脂顆粒上，造成鐵的污染。

樹(shù)脂遭受鐵的污染以后，在一般的再生過(guò)程中不能除去，必須用鹽酸進(jìn)行清洗。

常用的清洗方法是用10％HCl溶液，在進(jìn)行此方法前，必須檢查交換器設(shè)備的耐腐蝕性能，否則須用加抑制劑的鹽酸。

將相當(dāng)于樹(shù)脂床體積0．5倍的10％HCl溶液從樹(shù)脂床頂部進(jìn)入（要考慮到樹(shù)脂床內(nèi)的殘余存水，保持HCl溶液的濃度），從樹(shù)脂床底部疏出相當(dāng)于床內(nèi)殘余存水的水量，將溶液攪拌，并與樹(shù)脂接觸12小時(shí)。疏出酸液，自上而下淋洗，然后反洗30分鐘，除去疏松物質(zhì)，再將樹(shù)脂床再生后即可投運(yùn)。

防止樹(shù)脂發(fā)生鐵污染的措施有：

1． 減少陽(yáng)床進(jìn)水的含鐵量。對(duì)含鐵量高的地下水應(yīng)先經(jīng)過(guò)曝氣處理及錳砂過(guò)濾除鐵。對(duì)含鐵量高的地表水或使用鐵鹽作為凝聚劑時(shí)，應(yīng)添加堿性藥劑，如Ca（OH）2或NaOH，提高水的pH值，防止鐵離子帶入陽(yáng)床。

2． 對(duì)輸送高含鐵量原水的管道及貯槽應(yīng)考慮采取必要的防腐措施，以減少原水的鐵含量。

3． 陰床再生用燒堿的貯槽及輸送管道應(yīng)采取襯膠防腐，以減少堿再生液的含鐵量。

4． 當(dāng)樹(shù)脂的含鐵量超過(guò)150g／gR時(shí)，應(yīng)進(jìn)行酸洗。

三、硫酸鈣的污染及處理：

使用硫酸再生鈣型陽(yáng)樹(shù)脂時(shí)，如果再生液的濃度過(guò)高，或流速過(guò)慢，在靠近樹(shù)脂顆粒處，再生出的Ca2＋與溶液中的SO42－濃度超過(guò)CaSO4的溶度積就會(huì)產(chǎn)生CaSO4沉淀，并附在樹(shù)脂顆粒上，不僅再生后清洗困難，洗出液中總有硬度，影響離子交換反應(yīng)的進(jìn)行，運(yùn)行中還會(huì)溶于出水中，使硬度含量增加，降低陽(yáng)床的交換量。

硫酸鈣在25℃時(shí)的溶度積為2000ppm，隨溫度增高溶解度減小，因此很難除去。

防止硫酸鈣沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的濃度，二是加快再生液的流速。也可采用分步再生方法，使再生液濃度逐步加大，再生流速逐步減慢。

一旦發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂中與硫酸鈣沉淀時(shí)，目前常用的方法是先以大量軟水進(jìn)行反洗，然后再用～10 ％ HCl（3個(gè)床體積）以2．0 L ／ h ／ L反復(fù)清洗，但須注意HCl及硫酸鈣的溶解速度很慢，因此須多次清洗。

另一方法是用EDTA鈉鹽，但價(jià)格很高，且是放熱反應(yīng)，使用時(shí)須注意。

四、硅的污染及處理：

硅化合物污染發(fā)生在強(qiáng)堿陰離子交換器中，尤其是在強(qiáng)、弱型陰樹(shù)脂聯(lián)合應(yīng)用的設(shè)備和系統(tǒng)中，其結(jié)果往往導(dǎo)致陰離子交換器除硅效率下降。

陰床的強(qiáng)堿樹(shù)脂再生不當(dāng)、失效的樹(shù)脂未及時(shí)再生或陰樹(shù)脂再生不*，會(huì)發(fā)生硅酸在樹(shù)脂顆粒內(nèi)部聚合的現(xiàn)象，而難以再生，這種現(xiàn)象是硅在樹(shù)脂內(nèi)的積聚，不屬于硅的污染。硅的污染是指再生過(guò)程中，已從樹(shù)脂上再生出來(lái)的硅酸鹽，由于再生液pH值的降低，大量的硅酸以膠體狀態(tài)析出，嚴(yán)重時(shí)再生液可以變成膠凍狀，被覆于樹(shù)脂表面，影響樹(shù)脂的交換容量，并造成出水SiO2含量增高。

順流再生固定床和移動(dòng)床一般不會(huì)發(fā)生硅的污染。硅的污染主要發(fā)生于原水中硅的含量與總陰離子含量（不包括堿度）比值高的對(duì)流再生單床，尤其是在弱、強(qiáng)型陰離子交換樹(shù)脂聯(lián)合應(yīng)用的設(shè)備和系統(tǒng)中。

清洗二氧化硅污染可用燒堿，建議用量為130 ～ 160 g／L，濃度為2．0 ％，處理溫度為50℃～60℃。樹(shù)脂床須先浸泡，如條件不允許，可將溶液以2個(gè)床體積／小時(shí)的流速通過(guò)樹(shù)脂床，這方法的關(guān)鍵是保持較高溫度及接觸時(shí)間。

防止硅污染的主要措施有：

1． 陰床失效后要及時(shí)再生，不在失效態(tài)備用。

2． 再生堿液應(yīng)加熱，Ⅰ型樹(shù)脂不高于40℃，Ⅱ型樹(shù)脂不高于35℃。

3． 降低再生液的濃度至2 ％ NaOH。

4． 再生液的流速不低于5 m ／ h，但應(yīng)保持進(jìn)再生液的時(shí)間不少于30min。

5． 聯(lián)合應(yīng)用系統(tǒng)中要從設(shè)計(jì)上保證弱型樹(shù)脂先失效。

五、油的污染及處理：

礦物油對(duì)樹(shù)脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹(shù)脂顆粒的表面，造成樹(shù)脂微孔的污堵，致使樹(shù)脂交換容量降低，周期制水量明顯減少。

礦物油的來(lái)源有：

■ 滲入地下的礦物油隨原水帶入交換器。

■ 使用蒸汽混合加熱原水時(shí)，油隨蒸汽帶入原水。

■燃油鍋爐使用蒸汽霧化燃油，當(dāng)油壓高于蒸汽壓力時(shí)，重油（或原油）漏入蒸汽，經(jīng)過(guò)凝氣器進(jìn)入凝結(jié)水除鹽系統(tǒng)。

■煉油廠或化工廠生產(chǎn)流程中的油通過(guò)蒸汽系統(tǒng)漏入原水。化學(xué)除鹽設(shè)備進(jìn)水中含油量為0．5mg／L時(shí)，幾個(gè)月內(nèi)即可出現(xiàn)樹(shù)脂被油污染的現(xiàn)象。

處理油污染樹(shù)脂的方法：

首先，應(yīng)迅速查明油的來(lái)源，排除故障，防止油的繼續(xù)漏入。必要時(shí)，應(yīng)清理設(shè)備內(nèi)積存的油污。輕微污染的樹(shù)脂不一定需要處理，可以在多次再生中逐漸恢復(fù)其交換容量。嚴(yán)重污染的樹(shù)脂，應(yīng)通過(guò)小型試驗(yàn)，選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ā?/p>

1． 用NaOH溶液循環(huán)清洗

使用38 ～ 40 ℃的8 ％ ～ 9 ％ NaOH溶液，從堿箱（約10m3）經(jīng)過(guò)陰床、陽(yáng)床后，再回到堿箱循環(huán)清洗（具體時(shí)間由小型試驗(yàn)確定），并補(bǔ)充NaOH溶液，保持溶液濃度，利用NaOH對(duì)礦物油的乳化作用，清除油污。

2． 用溶劑清洗

可以使用石油醚或200號(hào)溶劑汽油對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程中要嚴(yán)密防火。

3． 使用溶劑與表面活性劑聯(lián)合清洗

使用樹(shù)脂體積20 ％ 的200號(hào)溶劑汽油和TX－10（非離子型，全名為聚氯乙烯辛烷基苯酚）20kg，加入交換器后，保持溫度45 ～ 50 ℃，用無(wú)油壓縮空氣攪拌并擦洗，30 min后再加入200 kg TX－10表面活性劑，繼續(xù)攪拌，使油乳化。后，從交換器頂部進(jìn)水，將乳化液從底部排出，至沖洗干凈為止。