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樹脂的一般也稱樹脂的污染,分為下面三種情況:
1.無機(jī)物 無機(jī)物主要是由于銅、鐵、錳、鈣、鎂、鋁等鹽類在堿性環(huán)境下水解生成氫氧化物絮狀沉淀,水中硅含量高時(shí)生成硅膠,這些物質(zhì)堵塞樹脂孔道,影響了樹脂的孔道擴(kuò)散,當(dāng)銅離子、鐵離子等重金屬離子存在時(shí),還會使樹脂氧化,改變樹脂結(jié)構(gòu),使樹脂喪失交換能力。(對于弱堿性和中堿性樹脂(LewatitMP62,MonoPlusMP64等)必須過夜使之浸泡透,防止反洗時(shí)損失樹脂。
2.有機(jī)物 樹脂的有機(jī)物一般是針對陰離子交換樹脂而言。水中的有機(jī)物主要是動植物腐爛分解產(chǎn)生的腐殖酸、富維酸等帶負(fù)電基團(tuán)的線形分子,其帶負(fù)電基團(tuán)和陰樹脂帶正電的固定基團(tuán)發(fā)生電性復(fù)合作用,緊緊地吸附在交換位置上。體內(nèi)再生的混床,其中排裝置的損壞也是常見的,高流速的混床更為嚴(yán)重。這些線形分子通常帶有多個(gè)負(fù)電基團(tuán),可以和樹脂的多處交換位置發(fā)生復(fù)合作用,形成一種卷曲物質(zhì)纏繞在樹脂孔結(jié)構(gòu)中,不但覆蓋了樹脂的官能基團(tuán),還堵塞了樹脂的孔道,使樹脂的交換能力下降,嚴(yán)重者會使離子交換反應(yīng)不能進(jìn)行。采用一般清洗方法很難將其從樹脂孔道中消除掉,這種現(xiàn)象稱為“瓶頸效應(yīng)”。另外,強(qiáng)酸性陽樹脂被氧化的降解產(chǎn)物二乙烯苯及陽樹脂機(jī)械破碎形成的帶負(fù)電基團(tuán)的膠狀物,也能使陰樹脂受到。
3.微生物 當(dāng)樹脂儲存或長時(shí)間沒有進(jìn)行再生時(shí),樹脂吸附了水中的藻類和微生物,這些微生物以樹脂內(nèi)硝1酸鹽、胺等為營養(yǎng)物迅速繁殖,微生物不但污染水質(zhì),還可以破壞樹脂結(jié)構(gòu),使樹脂降低或者喪失交換能力。此時(shí)可通入稀鹽酸,使樹脂pH值下降至6左右,再用水正洗,反洗各一次。因此為了減少樹脂的污染和,原水在進(jìn)入交換柱之前應(yīng)進(jìn)行一定的預(yù)處理。
離子交換樹脂和污染及處理
1.鐵污染
是因?yàn)樗此?、再生劑含鐵過高(>0.3毫克/升)或鋼制水處理器防腐不良造成的。此外,帶有電荷的有機(jī)物質(zhì)也會受到離子交換樹脂的吸附,使離子交換樹脂很容易受到有機(jī)物質(zhì)的污染(Fouling)。被鐵污染的樹脂,顏色明顯變深、變暗、甚至可以呈暗紅褐色或黑色,另外,樹脂強(qiáng)度變低,產(chǎn)水量明顯減少,再生困難。鈉型樹脂被鐵污染后,可用10%的鹽酸去再生樹脂,即先用動態(tài)法進(jìn)行酸再生處理,后再用其鹽酸溶液浸泡樹脂5-8小時(shí),經(jīng)清洗后,以10%的食1鹽水按再生的要求去再生樹脂,然后清洗至氯根合格。
2.活性余氯污染
當(dāng)自來水做水源水時(shí),如殘留的余氯過高>0.5毫克/升時(shí),就會造成樹脂結(jié)構(gòu)的破壞。此時(shí),樹脂顏色明顯透明度增加,體積增大,樹脂強(qiáng)度很快急驟下降,導(dǎo)致樹脂破碎,但是樹脂的交換容量初期并不降低。離子交換樹脂的品種很多,因化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的功能和特性,適應(yīng)于不同的用途。這種污染是不可逆轉(zhuǎn)的,被活性余氯污染嚴(yán)重的樹脂,將全部報(bào)廢。預(yù)防措施:在交換器前設(shè)置活性炭裝置,或向自來水中投放亞硫酸鈉,去除水中余氯。
新樹脂常含有溶劑、未參加聚合反應(yīng)的物質(zhì)和少量低聚合物,還可能吸著鐵、鋁、鋼等重金屬離子。當(dāng)樹脂與水、酸、堿或其他溶液相接觸時(shí),上述可溶性雜質(zhì)就會轉(zhuǎn)入溶液中,在使用初期污染出水水質(zhì)。所以,新樹脂在投運(yùn)前要進(jìn)行預(yù)處理。樹脂離解后余下的負(fù)電基團(tuán),如R-COO-(R為碳?xì)浠鶊F(tuán)),能與溶液中的其他陽離子吸附結(jié)合,從而產(chǎn)生陽離子交換作用。1、 陽樹脂預(yù)處理步驟如下: 首先使用飽和的食1鹽水。取其量約等于被處理樹脂體積的兩倍,將樹脂置于10%食1鹽溶液中浸泡18-20小時(shí),然后放出食1鹽水,用清水漂洗凈,使排出水不帶黃色;其次再用2%-4%NaOH溶液,其量與上相同,在其中浸泡2-4小時(shí)(或作小流量清洗),放出堿液后,重洗樹脂直至排出水接近中性為止;后用5%HCI溶液,其量亦與上述相同,浸泡4-8小時(shí)后放出酸液,用清水洗至中性待用。2、 陰樹脂的預(yù)處理步驟如下: 其預(yù)處理方法中的di一步與陽樹脂預(yù)處理方法中的di一步相同;而后用5%HCI浸泡4-8小時(shí),然后放出酸液,用水清洗至中性;而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小時(shí)后,放堿液用清水漂洗至中性待用。
離子交換樹的物理結(jié)構(gòu)
一些不帶交換功能團(tuán)的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質(zhì),例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內(nèi)部的孔隙又多又大,表面積很大,活性中心多,離子擴(kuò)散速度快,離子交換速度也快很多,約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時(shí)的作用快、,所需處理時(shí)間縮短。4.硫酸鈣沉淀當(dāng)用硫酸再生鈣型陽樹脂時(shí),如操作不當(dāng),有可能在樹脂層中析出硫酸鈣沉淀物。大孔樹脂還有多種優(yōu)點(diǎn):耐溶脹,不易碎裂,耐氧化,耐磨損,耐熱及耐溫度變化,以及對有機(jī)大分子物質(zhì)較易吸附和交換,因而抗污染力強(qiáng),并較容易再生。