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2019-08-213059
一、懸浮物的(de)污堵及處理
原水(shui)中(zhong)的(de)懸浮物(wu)會堵塞樹脂層中(zhong)的(de)孔隙,從而增大(da)其水(shui)流阻力,增大(da)運(yun)行壓降,也(ye)會覆(fu)蓋在樹脂顆粒的(de)表面,因而降低樹脂的(de)工作交換容量。
為防止懸(xuan)浮物的(de)(de)污堵,主要(yao)是加強(qiang)對原(yuan)水(shui)的(de)(de)預處理,以降低(di)水(shui)中懸(xuan)浮物的(de)(de)含量。為清(qing)除(chu)積聚在樹脂層(ceng)中的(de)(de)懸(xuan)浮物,可采用增加反洗(xi)(xi)次數(shu)和時間或使用壓縮空氣(qi)擦洗(xi)(xi)等方(fang)法。
常用化學除鹽系統對進水(shui)懸浮物(wu)的要求一般如下:
化學(xue)除鹽單元懸浮物(mg/L)強(qiang)酸(suan)陽(順流再生)< 5強酸陽(yang)(對流(liu)再生)< 2強酸(suan)陽(浮床)< 2強酸(suan)陽(yang)(順流)→強酸陽(浮床)< 5陽(yang)雙層床(chuang)、雙室(shi)床(chuang)< 2陽雙室浮床< 2弱酸陽(yang)(順流)→強酸(suan)陽(順流(liu))< 5弱酸陽(順流)→強酸陽(yang)(浮床)< 5
二、鐵的污(wu)染及處理:
陽、陰(yin)樹(shu)脂都可能(neng)發生鐵的污(wu)染。被污(wu)染樹(shu)脂的外觀為(wei)深棕(zong)色,嚴(yan)重時可以變為(wei)黑色。一般情況(kuang)下(xia),每100g樹脂中的含鐵(tie)量過(guo)150mg時,就應進行處理。鐵的(de)存在會加速陰樹脂的(de)降(jiang)解(jie)。
陽樹脂(zhi)使用中,原水帶入的鐵離子,大部(bu)分以Fe2+存在,它們被(bei)樹(shu)脂(zhi)吸收(shou)以后,部分被(bei)氧化為Fe3+,再(zai)生(sheng)時(shi)不能完被H+交換出來,因而(er)滯留于(yu)樹(shu)脂中造成鐵(tie)的(de)污染(ran)。使用鐵(tie)鹽(yan)作(zuo)為(wei)(wei)混凝劑時,部分礬(fan)花帶(dai)入(ru)陽床,過(guo)濾作(zuo)用使之積聚(ju)在(zai)樹(shu)脂層表面,再生時,酸液(ye)溶(rong)解了礬(fan)花,使之成為(wei)(wei)Fe3+,部(bu)分被陽(yang)樹脂(zhi)所吸收,造(zao)成鐵的污染。工(gong)業(ye)鹽(yan)酸中(zhong)的大量Fe3+,也會對樹脂造成一定的(de)鐵(tie)污染。用于鈉離子交換的(de)陽樹脂更容易受到鐵(tie)的(de)污染。
陰(yin)樹(shu)脂中的(de)鐵含量(liang)有時會(hui)比陽樹(shu)脂的(de)大許多(duo)倍。陰(yin)樹(shu)脂的(de)鐵主要來源于(yu)再生(sheng)液。一般(ban)隔膜法生(sheng)產的(de)燒堿,其中含有0.01%~0.03%的(de)Fe2O3,同時,還含有6~7mg/L的NaClO3。這(zhe)樣(yang)的燒(shao)堿(jian)在貯存和輸送過(guo)程中與(yu)鐵容器(qi)、管道(dao)(無防腐層)接(jie)觸,將生(sheng)成鐵酸鹽(yan)(FeO4)。鐵酸鹽隨堿液進入陰床后,因pH值(zhi)的降低,將發生分解,其反應式如下:
2FeO42- + 10H+ → 2Fe3+ + 2/3 O2 + 5 H2O
Fe3+進(jin)一步生成Fe(OH)3,附著于(yu)陰樹脂顆粒(li)上,造成(cheng)鐵的污染。
樹脂遭(zao)受鐵(tie)的(de)污染以(yi)后(hou),在一般(ban)的(de)再生過程(cheng)中不能除去(qu),必須用鹽酸進行清洗。
常用的清(qing)洗方法是用10%HCl溶液,在進行此方法(fa)前,必(bi)須(xu)檢查交換器(qi)設備的耐腐蝕性(xing)能,否則須(xu)用加抑制劑的鹽酸。
將相(xiang)當于樹脂床體積(ji)0.5倍的10%HCl溶液從樹脂床頂部進入(要考慮到樹脂床內的殘(can)余存(cun)水,保持HCl溶液的濃度),從樹(shu)脂(zhi)床底部(bu)疏出(chu)相當于床內(nei)殘余存水(shui)的水(shui)量,將(jiang)溶液(ye)攪拌,并與樹(shu)脂(zhi)接觸12小(xiao)時(shi)。疏出酸液,自上而下淋洗,然后(hou)反洗30分鐘,除去疏(shu)松物(wu)質(zhi),再(zai)將樹脂(zhi)床再(zai)生后即(ji)可投運。
防(fang)止樹脂發生(sheng)鐵污染(ran)的措施有:
1. 減少陽(yang)床進(jin)水的(de)含鐵(tie)量。對(dui)含鐵(tie)量的(de)地下水應先(xian)經過曝(pu)氣處理及錳砂(sha)過濾(lv)除鐵(tie)。對(dui)含鐵(tie)量的(de)地表水或使用鐵(tie)鹽(yan)作為凝(ning)聚劑時,應添(tian)加(jia)堿性藥(yao)劑,如Ca(OH)2或NaOH,提水的pH值(zhi),防止鐵(tie)離子帶入陽床。
2. 對輸送含(han)鐵量(liang)原(yuan)(yuan)水的(de)管(guan)道及(ji)貯槽(cao)應考慮采取必要(yao)的(de)防腐措施,以(yi)減少原(yuan)(yuan)水的(de)鐵含(han)量(liang)。
3. 陰(yin)床再生用燒堿(jian)(jian)的(de)貯槽及輸送(song)管(guan)道應采取襯膠防腐,以減少堿(jian)(jian)再生液的(de)含(han)鐵量。
4. 當樹脂的含鐵量過(guo)150g/gR時,應進(jin)行酸洗。
三、硫(liu)酸鈣的污染(ran)及處理:
使用硫酸再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)鈣型陽樹(shu)(shu)脂時,如果再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)液的(de)濃度過(guo),或流速(su)過(guo)慢,在靠(kao)近樹(shu)(shu)脂顆粒處,再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)出(chu)的(de)Ca2+與溶液中的SO42-濃度過(guo)CaSO4的(de)溶度積就會產生CaSO4沉淀,并附在樹脂顆粒上,不僅(jin)再生后清洗(xi)困難,洗(xi)出液中總(zong)有硬(ying)(ying)度,影響離子交(jiao)換(huan)反應的進行(xing),運行(xing)中還會(hui)溶于出水(shui)中,使(shi)硬(ying)(ying)度含量增加,降(jiang)低陽床的交(jiao)換(huan)量。
硫酸(suan)鈣在25℃時的溶(rong)度積為2000ppm,隨溫度(du)增溶解度(du)減小,因此很難除(chu)去。
防(fang)止硫(liu)酸鈣沉淀的措施,一是(shi)降(jiang)低再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)液(ye)硫(liu)酸的濃度,二(er)是(shi)加快再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)液(ye)的流速(su)(su)。也(ye)可采用分步再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)方法,使再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)液(ye)濃度逐步加大(da),再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)流速(su)(su)逐步減(jian)慢。
一旦發(fa)現樹(shu)脂中(zhong)與硫酸鈣沉淀時,目前常(chang)用的(de)方法是先以大(da)量軟(ruan)水(shui)進行反(fan)洗,然后再用~10 % HCl(3個床體積)以2.0 L / h / L反復清(qing)洗,但須注意HCl及硫酸鈣的溶解速度很慢,因此(ci)須(xu)多次(ci)清洗。
另一方(fang)法是用EDTA鈉鹽,但價格(ge)很,且是放(fang)熱反應,使用時須注意。
四(si)、硅的污染及處理:
硅化合物污染發生在強堿陰(yin)離子交換(huan)器(qi)中,尤其是(shi)在強、弱(ruo)型(xing)陰(yin)樹(shu)脂聯合應用的設(she)備(bei)和(he)系統中,其結果(guo)往往導致陰(yin)離子交換(huan)器(qi)除硅效(xiao)率下(xia)降。
陰(yin)床的(de)強堿(jian)樹(shu)(shu)脂再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)當、失效的(de)樹(shu)(shu)脂未及(ji)時再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)或陰(yin)樹(shu)(shu)脂再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)不(bu)徹(che)底,會(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)硅酸(suan)在樹(shu)(shu)脂顆粒內(nei)部聚合的(de)現(xian)象,而難以(yi)再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),這(zhe)種現(xian)象是硅在樹(shu)(shu)脂內(nei)的(de)積聚,不(bu)屬于硅的(de)污染。硅的(de)污染是指再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)過程中,已從樹(shu)(shu)脂上再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)出(chu)來的(de)硅酸(suan)鹽,由于再生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)液pH值的降低,大量的硅酸以(yi)膠體狀(zhuang)態析出(chu),嚴(yan)重時再(zai)生(sheng)液可(ke)以(yi)變成膠凍狀(zhuang),被覆(fu)于樹脂(zhi)表面,影(ying)響樹脂(zhi)的交換容量,并造成出(chu)水SiO2含量增(zeng)。
順流再(zai)生(sheng)固定(ding)床和移動(dong)床一(yi)般不會發生(sheng)硅的(de)污染。硅的(de)污染主要發生(sheng)于(yu)原水中硅的(de)含(han)量與總陰離子含(han)量(不包括堿度)比(bi)值的對流再(zai)生單(dan)床(chuang),尤其是在弱、強(qiang)型陰離子交(jiao)換樹脂聯合應用(yong)的設備和系統中。
清洗二氧化(hua)硅污染(ran)可用燒堿(jian),建議用量為130 ~ 160 g/L,濃度為2.0 %,處理溫度為(wei)50℃~60℃。樹脂床(chuang)須先浸泡(pao),如條件不允許,可將(jiang)溶(rong)液以2個床(chuang)體積/小時的(de)流速通(tong)過樹脂床,這(zhe)方法的(de)關鍵是(shi)保(bao)持較溫度及接觸時間。
防止硅污(wu)染的主要措施有:
1. 陰(yin)床失(shi)效后要(yao)及(ji)時再生,不在失(shi)效態備(bei)用。
2. 再(zai)生堿液應加熱,Ⅰ型樹脂不于40℃,Ⅱ型樹脂不于(yu)35℃。
3. 降低(di)再生液(ye)的濃度至(zhi)2 % NaOH。
4. 再(zai)生液(ye)的流速(su)不低于5 m / h,但(dan)應(ying)保(bao)持進再生(sheng)液的(de)時間(jian)不少于(yu)30min。
5. 聯合應用系(xi)統中要(yao)從設(she)計上保證弱型樹脂先失(shi)效。
五、油的污(wu)染(ran)及處理:
礦物油(you)對樹(shu)脂(zhi)(zhi)的污染主要是吸附(fu)于骨架上或被覆于樹(shu)脂(zhi)(zhi)顆粒的表面,造成樹(shu)脂(zhi)(zhi)微孔的污堵,致使樹(shu)脂(zhi)(zhi)交換(huan)容量(liang)降低(di),周期制水量(liang)明(ming)顯減少。
礦(kuang)物油(you)的來(lai)源有:
■ 滲入(ru)地下的礦物油(you)隨(sui)原水帶入(ru)交換器。
■ 使用蒸汽混合加熱原水(shui)時,油(you)隨蒸汽帶入原水(shui)。
■燃油(you)鍋爐使用蒸(zheng)汽(qi)霧化(hua)燃油(you),當(dang)油(you)壓(ya)于蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)力時,重油(you)(或原油)漏入蒸汽,經過凝氣器進(jin)入凝結水除鹽系統。
■煉油廠(chang)(chang)或化工廠(chang)(chang)生產流程中的(de)油通過蒸(zheng)汽(qi)系統漏入(ru)原水。化學除鹽設備進水中含油量為0.5mg/L時(shi),幾個月內即可(ke)出現樹(shu)脂被油污染的現象。
處(chu)理油污染樹脂的方法(fa):
首先(xian),應迅(xun)速查明油(you)的(de)來源,排(pai)除故障,防(fang)止(zhi)油(you)的(de)繼續漏入(ru)。必(bi)要(yao)時,應清理設備(bei)內積存的(de)油(you)污。輕微污染(ran)的(de)樹(shu)脂(zhi)不一定需要(yao)處理,可以在多次再生中逐漸恢復其交換(huan)容量。嚴重(zhong)污染(ran)的(de)樹(shu)脂(zhi),應通(tong)過小型試驗,選擇適當的(de)處理方法。
1. 用NaOH溶液循環清洗
使用38 ~ 40 ℃的8 % ~ 9 % NaOH溶(rong)液(ye),從堿箱(約10m3)經過陰床、陽床后,再(zai)回到堿箱循環清洗(具體時間由小型試驗確定(ding)),并補充NaOH溶(rong)液,保持溶(rong)液濃度,利用NaOH對(dui)礦物油的乳(ru)化作(zuo)用,清除油污。
2. 用溶(rong)劑清洗
可(ke)以使用石油醚(mi)或200號(hao)溶劑汽油對樹(shu)脂進行清洗,清洗過程(cheng)中要嚴密(mi)防火。
3. 使用(yong)溶劑與表(biao)面(mian)活性劑聯合清洗
使用樹脂體積20 % 的(de)200號溶劑汽油和(he)TX-10(非離子型,名為聚氯乙烯辛烷基苯酚)20kg,加入(ru)交換器后,保持溫(wen)度45 ~ 50 ℃,用(yong)無油壓縮空氣攪拌并擦洗,30 min后再加入200 kg TX-10表面活性(xing)劑,繼(ji)續攪(jiao)拌,使油乳(ru)(ru)化。后,從交(jiao)換(huan)器頂部(bu)進水(shui),將乳(ru)(ru)化液從底部(bu)排(pai)出,至沖(chong)洗干(gan)凈為止。
六、有機(ji)物的污染及(ji)處(chu)理:
有機物對陰(yin)樹脂的污染(ran)原因及處理方(fang)法都(dou)比較復雜,將另(ling)行說明。