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陽離子交換樹脂不同污染形式及解決方法
技術(shù)人員透露，陽離子交換樹脂在水處理系統(tǒng)中主要用來除去天然水中的陽離子。由于陽離子交換樹脂在處理系統(tǒng)中的位置相對靠前，它所受到的污染有別于陰離子交換樹脂，受到污染的陽離子交換樹脂通常會發(fā)生周期制水量減少，工作交換容量下降，出水水質(zhì)惡化等現(xiàn)象，而且會對后續(xù)的陰離子交換樹脂的制水過程產(chǎn)生不利的影響。對被污染的樹脂進(jìn)行及時(shí)的診斷和有效的復(fù)蘇對水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有很重要的意義。
一，污染機(jī)理簡介
樹脂為多孔網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，多孔網(wǎng)眼是離子在樹脂內(nèi)部擴(kuò)散進(jìn)出的通道，通道內(nèi)壁具有眾多的功能基團(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。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)，容易被交換或吸附到樹脂±，而在再生時(shí)卻難以洗脫下來，從而阻礙了離交換反應(yīng)的講行或是在離子交換反應(yīng)過程中生成難溶的沉積物，并沉積在樹脂內(nèi)部，阻塞了離子交換的通道。
二，陽離子交換樹脂的不同污染形式及解決方法
2.1 混凝劑過量引起的污染
為了解決水中懸浮物的問題，預(yù)處理中通常要投加混凝劑，一旦混凝劑投加的量不合適就會對后面的陽離子交換樹脂產(chǎn)生污染。據(jù)報(bào)道[1]，在使用epi—DMA(二甲胺—環(huán)氧鹵丙烷)和poly—DADMAC(二烯丙基二甲胺氯的均聚物)作為混凝劑時(shí)，若出水中含有1 mg/L的上述混凝劑時(shí)就會導(dǎo)致陽離子交換樹脂的嚴(yán)重污染，而且發(fā)現(xiàn)具有線性結(jié)構(gòu)的混凝劑更容易污染樹脂，并能夠進(jìn)入樹脂顆粒內(nèi)部。
當(dāng)樹脂發(fā)生上述污染時(shí)，如果污染程度不是很嚴(yán)重可以采用如加大反洗流速、延長反洗時(shí)間或通人壓縮空氣等手段予以復(fù)蘇。如果污染程度較嚴(yán)重時(shí)，可以采用加入表面活性劑和分散劑的方法。其中表面活性劑可以增加樹脂表面的親水蛀;而分散劑則可以保證從樹脂上脫離下來的顆粒可以被分散到水溶液中去。據(jù)報(bào)道，羅門哈斯公司的非離子表面活性劑TritonCF-54和分散劑Orotan 731[2]對解決這一問題有較好的效果。Nalco公司[3]采用了在受到污染的樹脂層反洗過程中加入由表面活性劑和分散劑等藥劑復(fù)配的復(fù)蘇劑對樹脂進(jìn)行復(fù)蘇也取得了良好的效果。若陽離子型聚電解質(zhì)污染了陽離子交換樹脂也可以采用4%的氫氧化鈉溶液處理以溶解聚電解質(zhì)達(dá)到復(fù)蘇樹脂的目的。
2.2 鐵離子的污染
陽離子交換樹脂易受到鐵離子的污染，尤其是在以井水作為水源的水處理系統(tǒng)中更為嚴(yán)重。鐵離子對樹脂的污染有三種不同的情況。
�、偃绻F離子以膠態(tài)懸浮體出現(xiàn)的話，它會從過濾器中漏過而污染陽離子交換樹脂。
�、阼F以二價(jià)鐵離子的形式交換到樹脂上，隨后拿被氧化成三價(jià)鐵離子，從而在樹脂顆粒上形成凝膠狀的不溶于水的鐵的氫氧化物[4]。
�、劭赡芙粨Q到樹脂上的二價(jià)鐵離子在樹脂的交換基團(tuán)上直接轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，但在再生過程中不能被完全除去而殘留在樹脂中。
如果發(fā)生了種情況，可以采用反洗的方法將樹脂層中累積的膠態(tài)懸浮體除去。如果在整個(gè)樹脂層中發(fā)生了鐵離子的累積，那么可以采用亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉處理樹脂，這樣就可以將三價(jià)鐵離子還原成更易溶解的二價(jià)鐵離子，而后者對樹脂的親合力要小于前者。
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