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如何确定阴床是否失效

2011-12-02 中国环保技术网 我要评论(0) 字号:T | T
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OH型强碱阴离子交换树脂,对水中常见酸根阴离子的交换能力是不同的。阴床的入床水是经阳床交换,再经除碳器除碳后的“酸性水”。水中含有大量的强酸(H2S04、HCI)及弱酸(H2SiO,及微量的C02),其含量与水中阳离子相同。

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怎样确定阴床是否失效?

    OH型强碱阴离子交换树脂,对水中常见酸根阴离子的交换能力是不同的。按交换能力的大小,排列顺序为SO;一>cl一>HCO。一>HSiOf>OH一。利用OH型强碱阴树脂的这一特性,可以确定阴床的失效点。当H+水通过阴床时,水中的SO;一首先被吸附,然后是C1一,再次是HSiOf,最后被吸附的才是HSiof。也就是说,只要交换能力最弱的HSiOf没有“漏泄”出来(即阴床出水中。HSiOf含量低于控制标准),阴床就没有失效。OH型强碱阴离子交换树脂失去交换能力,首先表现在它不能吸附水中的HSiOf了。所以当阴床出水中HSiof含量上升,并超过标准时(一般规定阴床出水HSiOf应小于100斗g/L),即可以认为阴床失效了。
   
阴床失效时,为什么出水电导率会出现一个“先略下降,然后上升”的情况?

    阴床的入床水是经阳床交换,再经除碳器除碳后的“酸性水”。水中含有大量的强酸(H2S04、HCI)及弱酸(H2SiO,及微量的C02),其含量与水中阳离子相同。
    当阴床正常运行时,水中的酸根离子被树脂吸附,水中的H+与交换下来的OH一生成离解度很低的水,而阳床“漏泄”的微量Na’则与OH一生成微量的NaOH。所以阴床正常运行时,出水pH在7—8之间,HSi03-小于100gg/L,出水电导割、于50z/cm。


    当阴床失效时,按交换顺序,首先产生HSiOf的“穿透”,并与水中的№’生成离解度较小的NaHSi0,。因此阴床出水pH明显下降。同时由于NaHSi03的导电能力要低于NaOH,所以此时出水的电导率也会“略有下降”。


    当HSiOf继续“穿透”,其量超过水中Na量时,水中就会出现H2Si03,此时由于H’的电导能力较大,所以此时阴床出水的电导率又会“略有上升”。
    随着阴床失效程度的加剧,H2SiO。、HCOf、以至于cl一、SO:一也陆续产生“穿透",“穿透”量随失效程度的加大而逐渐加大。这又会使阴床出水电导率急剧上升。因此阴床失效时的电导率变化会出现一个“先略下降,而后上升”的情况。掌握阴床出水电导率的这种“先降后升”的特殊变化,有助于对阴床失效进行监督。
    
阴床出水HSiOf含量偏高的原因是什么?如何处理?

    阴床出水中HSiOf含量偏高,除了与进水中Na+含量有关外,与再生状况(再生用碱量,浓度,纯度等)及树脂状况等也有关系。
    (1)再生用碱量  阴床再生有两个特点:一是由于不像其他离子,虽然对阴树脂的亲合力较低,但从阴树脂排出时,会发生聚合。因此必须用NaOH使聚合物溶解,才能将HSiOf从树脂层洗脱下来。而洗脱这种聚合HSiOf的效果与再生用碱量,特别是保护层的用碱量有关。二是由于HSiOf在整个树脂层分布较广,被置换下的速度又比较缓慢,所以需要较的再生时间。


    因此,适当的再生剂用量,不仅能提高阴树脂的交换容量,而且除硅效果也有显著提高。试验证明:只有NaOH用量达到一定比耗时,才能达到比较彻底的除硅效果。用碱量不足,则可能由于除硅不彻底而使阴床出水中HSiOf的含量偏高。

    (2)再生液浓度偏高  再生液浓度对阴床的除硅有两个作用:一是由于强碱性阴离子交换树脂的活动性总的说来较弱,所以在电解质浓度较高的溶液中,其双电层易受压缩,再生液中的OH一就很难将阴树脂上吸附的HSiOf置换得很彻底。二是当再生液浓度较高时,再生液体积则相对的小,与树脂接触时间也短,再生不易充分,这样也会影响阴床对HSiOf的去除,致使出水中HSiOf含量偏高。

    当采用较稀的再生浓度(O.2%~O.5%)或两步再生时,由于阴离子交换树脂的双电层有所扩张,OH一就可以较充分地将HSiO,置换下来,除硅效果也好。
    (3)再生剂纯度低NaOH纯度对阴树脂的再生过程影响较大。工业碱中的杂质大部分为氯化物和铁的氧化物。由于强碱阴树脂对Cl一有较大的亲合力,所以不宜用含有较多Cl一的碱来再生。因为Cl一不仅易于被树脂吸附,而且不易被洗脱下来。当使用含较多Cl一的碱再生时,会使树脂的工作交换容量降低,出水HSiOf含量偏高。


    铁的氧化物则会因其在碱中水解而形成沉淀,而污染了阴树脂。
    (4)再生液温度  提高再生碱温度,可以改善对HSiOf的再生洗脱,并明显降低阴床出水中HSiOf的漏泄量。因此维持适当的再生液温度对降低阴床出水中的HSiof含量有好处。


    但是再生液温度过高,易使阴离子交换树脂的交换基团分解,影响交换容量和使用寿命。
    实践证明:再生和洗脱HSiOf的最佳温度为35~40~C
    (5)阴树脂被有机物污染  由于强碱性阴离子交换树脂的抗污染能力较差,在运行中受到腐植酸等有机物的污染后会影响对HSiOf的去除,导致阴床出水中HSiOf的含量偏高。
    为了防止有机物对强碱阴树脂的污染,应采取相应的去除有机物措施。水在人床前先通过预处理,可除去水中绝大部分有机物。也可以采用活性炭处理或用加氯分解有机物等方法。


    (6)Si02在床层中析出  Si02的生成和析出,与再生条件不当有关。一般认为,再生剂用量少,再生液浓度高和再生液流速低等,都可能使HSiof以胶体状从水中析出,沉积在树脂层中。


    这是因为:随着再生过程的进行,OH一不断地被交换到树脂中去,而再生液中的HSiOf越来越多。这样在再生液向下流动的过程中,由于再生液:pH的降低,则可能由于吸附着的HSiof间的聚合和部分脱水,而形成Si02的高聚物而沉积于树脂层中。
    防止Si02在床层中的沉积,必须注意再生条件(再生剂用量、浓度、流速和温度等)。试验证明:当pH<10时,温度对Si02的洗脱影响不大;当pH>10时,提高温度,可以明显地提高对Si02的洗脱效果。


    对于可能产生Si02的阴床,可先进行较为彻底的反洗,然后采用1%NaOH以较快的流速再生,再采用3%~4%NaOH溶液以较慢的流速再生。



【责任编辑:管理员 TEL:400-666-4470】

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