強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂污染原因分析及復(fù)蘇工藝研究

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1、強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂污染原因分析及復(fù)蘇工藝研究摘要：對祌木發(fā)電公司#1、2陰床用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行檢測分析，指出污染物主要為有機(jī)物和三價(jià)鐵離子，通過實(shí)驗(yàn)篩選了經(jīng)濟(jì)合理的復(fù)蘇方案。結(jié)果證明：采用壓縮空氣擦洗、反洗除去雜質(zhì)，分離破碎樹脂，用10%鹽酸溶液浸泡除鐵，用8%NaCl+4%NaOH+0.1mL/L乳化劑配置復(fù)蘇溶液加熱浸泡除有機(jī)物，可取得較好的復(fù)蘇效果。關(guān)鍵詞：離子交換樹脂；樹脂污染；樹脂復(fù)蘇引言祌木發(fā)電有限公司現(xiàn)裝機(jī)容量為2X110MW，制水設(shè)備于1998年投運(yùn)，水源為附近水庫水，原水

2、經(jīng)混凝澄清預(yù)處理后，經(jīng)弱酸床預(yù)除鹽、一級(jí)浮床、混床除鹽后進(jìn)入除鹽水箱，供給機(jī)組用水。2007年發(fā)現(xiàn)一級(jí)除鹽#1、2陰浮動(dòng)床運(yùn)行周期縮短，樹脂顏色呈黑褐色，運(yùn)行周期統(tǒng)計(jì)平均僅為16小時(shí)左右，陰床提前失效表現(xiàn)在電導(dǎo)率、二氧化硅含量快速上升，現(xiàn)場樹脂再生頻繁，造成再生用堿及除鹽水大量浪費(fèi)，我們通過對樹脂理化分析，確定了樹脂受污染原因并進(jìn)行了復(fù)蘇處理。1污染原因分析1.1樹脂理化分析結(jié)果按照《火力發(fā)電廠水處理用離子交換樹脂驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》及《火力發(fā)電廠水處理用201X7強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》對污染樹脂做理

3、化性能分析，分析結(jié)果見表1。樹脂樹脂理化性能檢測報(bào)告顯示有機(jī)物含量為1106.3mg/L（報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物含量2500mg/L）,鐵含量為234.5mg/kg（報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)鐵含量6000mg/kg）,樹脂顏色為黑褐色，有少量破碎樹脂及雜質(zhì)，含水量、球率等指標(biāo)正常，證明樹脂的機(jī)械強(qiáng)度較好，具備復(fù)蘇處理的條件。1.2樹脂污染原因分析1.2.1樹脂污染機(jī)理樹脂為多孔網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，多孔網(wǎng)眼系離子在樹脂內(nèi)部擴(kuò)散進(jìn)出的通道，通道內(nèi)壁具有眾多功能基團(tuán)，是離子交換反應(yīng)的活性點(diǎn)，一旦此活性點(diǎn)被覆蓋，離子交換過程就無法進(jìn)行。

4、在離子交換過程中，交換勢能較高、附著力強(qiáng)的離子或大分子之類的物質(zhì)吸附或被交換到樹脂上，而在再生時(shí)卻難以洗脫下來，從而阻止了離子交換，或是在離子交換反應(yīng)過程中生成難溶的沉淀物，并沉積在樹脂內(nèi)部，阻塞了離子交換通道。1.2.2樹脂污染原因通過理化分析結(jié)果可以看出，樹脂受有機(jī)物污染較嚴(yán)重。由于在陽床后有中間水箱及陽樹脂捕捉器，陽樹脂不可能混入陰床，所以只有水中有機(jī)物造成污染，而我廠的水源為水庫水，有機(jī)物含量較大。按照現(xiàn)有水處理工藝，原水只經(jīng)過混凝澄清預(yù)處理，因此對有機(jī)物的去除有限。由于水中的有機(jī)物是由動(dòng)植

5、物腐爛后分解生成的腐殖酸、富維酸和丹寧酸等帶負(fù)電基團(tuán)的線型大分子，他們能與強(qiáng)堿性陰樹脂發(fā)生交換反應(yīng)，但這些線型的大分子一旦進(jìn)入樹脂內(nèi)部，其帶負(fù)電的基團(tuán)與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，造成陰樹脂有機(jī)物污染。鐵染主要是再生用的燒堿溶液中含有Fe2O3和NaC103,反應(yīng)生成的高鐵酸鹽進(jìn)入陰床后發(fā)生分解反應(yīng)，進(jìn)一步形成Fe(0H)3沉淀，附著在陰樹脂顆粒表面上，造成鐵的污染。2復(fù)蘇工藝篩選2.1樹脂復(fù)蘇的方法陰離子交換樹脂既被有機(jī)物污染，又被鐵離子及其氧化物污染，因此應(yīng)首

6、先除去鐵離子及其氧化物，而后除去有機(jī)物。鐵污染樹脂復(fù)蘇，通常是用加有抑制劑的高濃度鹽酸長時(shí)間與樹脂接觸，也可用擰檬酸、氨基三乙酸、EDTA(乙二胺四醋酸)等絡(luò)合劑進(jìn)行處理，根據(jù)理化性能分析，陰樹脂的鐵污染較輕，并不是主要污染物。對失效的陰樹脂用10%的鹽酸進(jìn)行浸泡處理除鐵。常用有機(jī)物污染樹脂復(fù)方法有鹽堿法、有機(jī)溶劑法、表面活性劑法、氧化劑復(fù)蘇法等，考慮現(xiàn)場實(shí)際條件和復(fù)蘇成本，選擇采用鹽堿法。為了得出經(jīng)濟(jì)合理的復(fù)蘇方案，在實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)對堿、鹽的配比進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。2.2篩選實(shí)驗(yàn)步驟(1)取失效后樹脂樣品

7、100ml反復(fù)清洗至水澄清無樹脂碎末及雜質(zhì)。(2)將清洗后的樹脂用10%的鹽酸溶液浸泡，浸泡液總體積約是樹脂體積的4倍，8h更換一次浸泡液，中間攪拌3?4次。浸泡結(jié)束用除鹽水沖洗，至出水澄清及中性，以去除鐵污染。(3)按照以下表2、3、4中所列試驗(yàn)方案配置不同濃度的熱鹽堿溶液約一倍樹脂體積，溫度為35°C左右，浸泡步驟2.2.2處理后的樹脂24小時(shí)，每隔3?4小時(shí)攪拌一次，浸泡結(jié)束用除鹽水沖洗，至出水澄清及中性，目的去除有機(jī)物污染。(1)對處理后的樹脂按照標(biāo)準(zhǔn)分析強(qiáng)基交換容量，作為判斷復(fù)蘇效果依據(jù)。

8、2.3實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果2.3.1固定NaOH濃度、不同NaCl濃度對復(fù)蘇效果的影響將復(fù)蘇液中NaOH濃度固定在4%，改變NaCl濃度分別為2%、4%、6%、8%、10%,判斷不同NaCl濃度對復(fù)蘇效果影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。2.3.2固定NaCl濃度、不同NaOH濃度對復(fù)蘇效果的影響將復(fù)蘇液中NaCl濃度固定在8%，改變NaOH濃度分別為2%、4%、6%、8%、10%,判斷不同NaCl濃度對復(fù)蘇效果影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。2.3.3不同乳化劑濃度對復(fù)蘇效果的影響，見表4。將