关于树脂污染的处理及预防措施分析

摘 要 本文主要对化学水处理系统中钙污染的原因展开详细的分析，并且阐述了可以使树脂恢复交换能力的处理力法，同时提出了科学合理的预防措施。

关键词 树脂；硫酸钙；污染；再生

中图分类号X505 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0105-02

1 绪论

在使用化学方法进行水处理的过程中，因为存在着诸多原因，阴、阳子与树脂进行交换，都存在着污染严重的一系列问题，其中尤其以钙、铁等重金属以及有机物造成的污染数量是最多的，树脂一经污染之后，质量就会大打折扣、工作交换的容量也会随之降低、离子泄漏量却反而会逐渐增大，这样一来，就会给周期制水量、出水质量带来很大的影响，但是因为树脂的结构尚未收到损坏，只要通过适当的一些处理，就可以恢复原本正常的交换性能，还要针对树脂在使用过程中容易产生污染的情况进行分析，并且选用采取恰当的措施进行预防。

2 化学水处理的组成

2.1 预处理系统

先将地表水来水注入到澄清池里面，再将聚铁溶液向其中注入，然后进行絮凝以及澄清的工序之后，再注入到无阀过滤池进行再次过滤，出水的浊度≤5NTU。

2.2 一级除盐水系统

进行过滤之后原水再流经有机物过滤器（活性炭过滤器或纤维过滤器）注入到阳离子交换器里面，利用阴离子交换器进行离子交换工作，可以将其中绝大部分的阳离子除去，出水电导率≤5μs/cm，二氧化硅的含量要小于100μg/L。

2.3 二级除盐水系统

需要制得的一级除盐水通过混合离子交换器可以制造出来，可以用作75T/h循环硫化床锅炉用水。山水电导，出水电导率≤1μs/cm， 二氧化硅的含量要小于20μg/L.

2.4 再生系统

阴阳离子与树脂进行交换如果发生失效或失败，可以利用具有一定浓度的氢氧化钠溶液和硫酸溶液进行再生，即可有效地解决上述问题。

3 钙污染

3.1树脂钙污染的特征

钙污染通常指的是硫酸钙溶液进行沉淀之后给树脂带来的污染，钙污染之后，树脂再行通过离子交换器出水时可以出现钙离子现行泄露的现象；树脂进行再生时，交换器往往还会出现排水不畅的现象；再生之后的废液呈现出的状态为白色浑浊物。

3.2树脂钙污染的原因

用硫酸溶液用来使阳离子进行再生，然后与树脂进行交换的时候，树脂吸附的钙离可以和再生剂中间的氢离子进行交换，当再生液里面的钙离子和四氧化硫离子的浓度的乘积超越了硫酸钙溶液的溶度达到一定的范围之后，硫酸钙溶液中的沉淀可以从水溶液中进行析出，转而在树脂的表面形成一层覆盖，这样就出现了钙对阳离子交换树脂的污染，钙污染通常会在一级除盐系统之中发生，发生的位置通常会是阳离子交换器。

3.3树脂钙污染的处理

当阳离子与树脂进行交换发生钙污染之后，可以采取下列的一些措施进行补救：

阳离子交换器于再生再生以前先要进行排水，降水量控制到距离树脂表面大约二十厘米左右的地方，输入蒸汽后进行擦洗，进气量一定要适量，气体的数量保持在能够使树脂在交换器中翻滚起来就可以了，擦洗完毕之后，在利用清水进行反复冲洗，流速应该始终保持在8m/h左右。刚开始的时候，反洗生成的水呈现的形态为白色浑浊物，冲洗到一段时间后再继续冲洗，直到反水呈现出清澈的颜色即可。

3.4 树脂钙污染的预防

1）使用硫酸溶液再生强阳离子后与树脂进行交换时，做好选用分步再生法进行，起初应该选用浓度较低的硫酸溶液进行再生，因为这个时候从树脂上解析出来的钙离子具有的浓度比较高，但同时存在的问题是四氧化硫离子的浓度呈现偏低的状态，就算会形成少量的硫酸钙沉淀，也会马上就被生成的溶液冲刷带走，然后在逐渐对硫酸钙溶液的浓度进行提高，这个时候从树脂上上解析出来的钙离子浓度会很低，很容易形成硫酸钙沉淀；

2）冬季的时候因为再生液温度普遍较低，更加容易出现钙污染的现象，所以在进行再生工序之前一定要针对阳离子交换器进行反复的擦洗，将钙污染的现象扼杀在萌芽状态中。

3.5 硅污染处理方法

硅化合物污染主要发生在强碱阴离子交换器中，尤其对强、弱型阴树脂联合进行应用的设备当中，造成的结果常常是致使阴交换器具有的除硅效率不断下降。导致这种污染出现的原因就是再生不够充分，或者是当树脂失效之后没有在第一时间内对其进行再生。处理的方法可以使用稀的温碱液进行浸泡溶解，碱液的浓度保持在2%，温度保持在50℃，如果污染比较严重，可以再次使用加热后的4%氢氧化钠的溶液进行循环冲洗。

3.6有机物污染

苯乙烯系强碱性阴树脂特别容易受到有机物污染，污染后可以呈现如下的症状：

1）促使树脂颜色不断变深；

2）马上作交换容量会不断降低；

3）出水电导率不断增大；

4）出水具有的pH值会降低；

5）出水之后之中的一氧化硅含量变大；

6）清洗需要的水量不断增加。

想要使有机物避免出现污染，可以采取的的基本措施就是在预处理的过程中极可能地把水中的有机物进行去除，同时选用对污染具有抵抗能力的树脂，例如大孔均粒离子交换树脂。

经常使用的复苏方法就是碱性盐法，用量要达到3个床体积，当溶液以比较缓慢的速度流过树脂层时，当第2个床体积通入后，将浸泡液进行过夜放置，然后再将第3床体积混合液进行通入。如果将混合液进行加温，温度达到40℃～50 ℃时，可以在于混合液里面加入1%左右的磷酸钠或硝酸钠溶液，也可以与压缩空气进行结合之后与树脂层一起搅拌，这样会出现更好的效果。

如果使用碱性盐法没有出现满意的效果时，可以再选用次氯酸钠溶液进行清洗。这个时候，在阴单床或混床系统，可以先使用一个床左右体积的10%氢氧化钠溶液通过树脂层，这样可以令树脂彻底丧失效用，选用的次氯酸钠溶液浓度应该是有效氯含量的1%，用量应该为3个树脂床体积左右，再将第2个床体积溶液放置到树脂床内进行侵泡，此溶液不需要进行加热，最后将少量次氯酸钠冲洗干净，同样包括下水道里面的废液。

3.7重金属污染后的树脂复苏

3.7.1重金属污染后的阳树脂的复苏

铁、铝、钙、镁离子和硫酸钙等污染，可以选用浓度较高的盐酸酸洗进行清除。

首先，为了防止对运行设备的腐蚀，把污染的树脂转移到树脂罐中处理，然后用8%～10%的盐酸浸泡10h，然后用除盐水清洗至出水pH值合格为止。

阳树脂的污染还可以使用络合剂处理。常用的络合剂有：EDTA、酒石酸、柠檬酸、草酸等等。这种方法是使重金属离子与络合剂反应，生成高分子络合物。以EDTA为例：配置PH值为5.5-8的清洗液，采用循环反复清洗的方式，使清洗液反复经过受污染的树脂，温度控制在30℃左右，清洗时间控制在3h～5h。

3.7.2重金属污染的阴树脂的复苏

重金属离子对阴树脂的污染主要分为两种，一是金属氧化物或氢氧化物引起的污染；二是金属离子的无机络合物、有机络合物引起的污染。

对金属氧化物或氢氧化物引起的阴树脂污染采用用较高浓度（10%～15%）的盐酸长时间浸泡树脂（12h），然后用除盐水清洗至pH6.5左右，用大剂量的阴树脂再生剂进行再生一次，即可大幅度提高其工作交换容量，而且能降低再生剂比耗，有效缩短了再生后的清洗时间，减少了再生水耗。

对金属离子的无机络合物、有机络合物引起的污染则应采取破坏这种络合物的措施。但实际的污染往往错综复杂。例如，重金属元素的氢氧化物、氧化物等极细微的悬浊颗粒附着或吸附在树脂上，往往是经过几年的缓慢吸附反应过程，逐渐渗透到树脂颗粒内部，因而用盐酸洗脱就比较困难。当水中含有易与二价、三价铁离子、三价铝离子等重金属离子生成络合物的无机阴离子时，则容易生成高分子络合物。此种情况下单独用盐酸洗效果不明显。当水中含有一定量的有机物与铁铝等离子生成的络合物时，单独用盐酸清洗也难以消除铁铝等的污染。

为了达到清洗复苏效果，可以在清洗过程中增加物理搅动的办法，例如从底部（逆流方向）引入压缩空气，通过压缩空气的擦洗和搅动能够较好的去除这些络合物的污染。

对于运行时间较长的，铁污染已经渗透到树脂内部，可以采用还原处理，采用硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、对二苯酚、联胺等一些还原剂把铁离子还原成溶解状态。例如：铁铝与树脂结合起来会呈现比较牢固的状态，很难从树脂上把它洗脱下来，即使再生过程中清洗下来的铝和铁，也非常容易被水解形成氢氧化物，继而在树脂表面形成沉淀，这种情况可以用4%的亚硫酸钠溶液进行浸泡，即可解决问题。

4 结论

以上方法都可以对树脂进行复苏处理，可以调高树脂的交换能力，使装置的运行效率大大提高起来，运行成本也就随之不断降低。

参考文献

[1]姜国辉.离子交换树脂产生的污染及处理[J].化学天地，2009（10）.

[2]耿乐天.离子交换树脂的污染及处理[J].设备维修，2011（1）.

[3]黄小虎.树脂在阴阳床再生水中的应用[J].长春理工大学学报，2010（5）.