离子交换树脂被污染的原因

离子交换树脂被污染的原因、预防措施及再生方法

离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换能力大等优点，因而在锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中得到了广泛的应用。但在使用过程中，常出现清洗水不断增加，出水水质差，周期性制水量不断下降，颜色变深，树脂交换容量不断下降等现象。根据以上现象，可认定为树脂受到污染。如果不及时采取合理措施使其再生，就会造成树脂失效，甚至报废，影响正常生产。笔者结合生产实践，谈谈造成树脂污染的原因、预防措施及处理方法。离子交换树脂表面被有机物等杂质覆盖或树脂内部的交换孔道被堵塞而使树脂的工作容量明显降低，但树脂结构无变化的现象叫树脂的污染［1］。

1 污染原因分析

1.1 有机物引起的污染

有机物主要是存在天然水中的腐殖酸、相对分子量从500～5000的高分子化合物及多元有机羧酸等，这些物质在水中往往带有负电，成为阴离子交换树脂污染的主要物质。这类污染从COD的监测中可检出。

1.2 油脂引起的污染

水中往往含有油类物质，形成膜状物，堵塞或包裹了树脂的微孔，阻碍微孔中的活性集团进行离子交换。

1.3 胶体物质引起的污染

水中胶体颗粒常带负离子，使阴离子树脂受到污染。胶体物质中以胶体硅对树1脂的危害最大，它吸附并聚合在树脂的表面上阻止交

换。

1.4高价金属离子引起的污染

原水中的高价金属离子（如混凝剂中高价金属离子的后移等），如Al+、Fe3+等扩散进入阳离子交换树脂的内部，由于这些高价金属离子的交换势能高，与树脂中的固定离子SO3-牢固结合形成Al （SO3）3、Fe（SO3）3等，从而使这些固定离子失去作用，丧失了离子交换能力。

1.5 再生剂不纯引起的污染

再生剂往往混有很多杂质，如Fe3+、NaCI、Na2CO3等，对阴离子交换树脂的影响最为严重。

2 污染鉴别方法

2.1 查看树脂外观

发生污染的树脂，从外观上看，颜色由透明的黄色（阳离子树脂）或乳白色（阴离子树脂）明显变深甚至成为黑色。

2.2 化验指标

阴床出水电导率逐渐增加，pH值逐渐下降（可低至5.4-5.7）。因为再生时未除去的有机物，在恢复运行时会游离出来而进入水中。

2.3 分析树脂中的铁含量

由于铁污染最为常见，可分析树脂中的铁含量，如果Fe＜0.01%,没有受到铁污染；如果Fe＞0.1%，表示受到严重污染。

2.4 浸泡检验

用清水浸泡树脂，观察水面“颜色”，如果有“彩色”出现，说明受到

油类物质的污染。

由于树脂受污染的因素不是单独存在的，往往是交叉互现，多种原因累积叠加，所以出现问题时，要进行全方位的检查鉴别，防止顾此失彼；同时，在采取再生措施时，也应考虑全面，认真检查各个环节，确保没有纰漏。

3 防止污染的措施

要防止树脂遭受污染，必须控制好各项水处理工艺指标，层层把关，严格注意以下问题：

3.1 混凝剂的选择

要搞好混凝澄清处理，必须正确选择混凝剂，并由实验确定药剂最佳投放量，防止铝盐、铁盐后移，严格控制砂滤器、活性炭过滤器出水中的浊度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L；化学需氧量COD小于1 mol/L。并通过活性炭过滤来吸附有机物质。

3.2 控制氯的含量

搞好预处理的杀菌灭藻工作，控制好进入阳离子交换器前的余氯量。

3.3 防止再生剂被污染

为了防止再生剂中的杂质对树脂引起污染，除了选用优质的再生剂外，对再生剂的运输和储存过程中的容器要采取防腐措施，防止铁锈、有机涂层脱落污染。

3.4 防止油污染

对于可能接触树脂的压缩空气，要净化除油，防止带入油雾；对水源吸水口附近，防止油污染。

3.5 定期用压缩空气吹洗树脂，以除去悬浮物、有机物和铁等。

4 再生处理方法

虽然可以采用各种措施来防止树脂受到污染，但经过一段时间运行后，树脂有时还会受到污染，这是除盐水处理中常见的，这时可采取以下方法对其进行再生［2,3］：

4.1 阴离子树脂的再生

实际生产中，阴离子树脂最容易受污染，污染程度也最为严重。当阴离子树脂受污染时，可用碱性食盐水进行处理，其操作参数要求见表1。表1 阴离子再生操作参数指标编号项目参数值1食盐水浓度10%2pH值103浸泡方式35-45；48h4循环流动方式流速2.6m/h;24h

碱性食盐水法处理过程中加入烧碱可以增加腐殖酸之类物质的溶解度，并以NaCl与NaOH之比为5的配方来调节pH值为10，此法能除去95%以上的有机物质，如能适当加热，效果更好。当严重污染时，在碱性食盐水的溶液中加入适量的次氯酸钠（一般浓度小于0.5%），来氧化腐殖酸有机物，使其分解。

4.2 阳离子树脂的再生

如是阳离子树脂受到污染，可用酸或食盐水除去污染物，其操作参数要求见表2：表2 阳离子再生操作参数指标编号项目参数值再生液浓度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循环流动方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h

4.3 受铁质污染的树脂再生

当受到铁杂质污染时，可采用盐酸-食盐-亚硫酸钠再生法：将4%的盐酸、4%的食盐和0.08%的亚硫酸钠混合液加入铁中毒树脂中充分浸泡。盐酸与食盐的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+还原成Fe2+，从而减少树脂对Fe3+的结合，且反应生成的H+又能促进Fe2O3·xH2O的溶解，反应式为：SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+

最后再将氢钠混合型树脂转化成钠型树脂即可投入使用。需要注意的是，Na2SO3的浓度应由实验确定，一般其质量分数不应大于0.1%，因为Na2SO3浓度过高，易产生SO2气体，此外产生的SO42—浓度增大，会产生CaSO4沉淀。

实践证明，这种方法再生剂耗量少，耗时短，且再生剂中盐酸浓度低，对交换器腐蚀性小，再生效果好，是一种较为理想的处理方法。