除鹽水系統(tǒng)陽(yáng)樹(shù)脂混入陰床的處理方法分析

楊秀雷

摘要：本文主要闡述了除鹽水系統(tǒng)水處理的原理，對(duì)陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床的原因和基本途徑進(jìn)行了分析，并且對(duì)除鹽水系統(tǒng)陽(yáng)樹(shù)脂混入陰床的處理方法進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：除鹽水系統(tǒng)；陽(yáng)樹(shù)脂混入陰床；處理

一、陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床的原因和基本途徑

1陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床原因剖析

1.1供水廠復(fù)床制水工藝

采用的是陽(yáng)床上、下室均裝入強(qiáng)酸H型離子交換樹(shù)脂，陰床上、下室分別裝入強(qiáng)堿和弱堿0H型離子交換樹(shù)脂，水是先從陽(yáng)床下進(jìn)上出，再進(jìn)入陰床，也是下進(jìn)上出，水中的陽(yáng)離了被強(qiáng)H型離子交換樹(shù)脂吸附，樹(shù)脂中的H+離子被置換到水中，與水中的陰離子生成應(yīng)的無(wú)機(jī)酸，再進(jìn)入陰床，陽(yáng)離子被弱堿和強(qiáng)堿OH型樹(shù)脂吸附，樹(shù)脂中的OH-被置換到水中與H+結(jié)合生成H2O。

1.2 Na+的來(lái)源

從運(yùn)行工藝判斷原因有四，一是陽(yáng)床失效Na+進(jìn)入陰床。二是陰床用NaOH再生后，置換正洗不徹底，Na+殘留于樹(shù)脂中，運(yùn)行時(shí)釋放于水中。三是樹(shù)脂被有機(jī)物污染，在樹(shù)脂骨架相引入了COOH型弱酸基團(tuán)，當(dāng)用NaOH再生時(shí)，形成RCOONa，又在運(yùn)行中慢慢水解出Na+。四是陰床中混有陽(yáng)樹(shù)脂，陰床再生時(shí)，陽(yáng)樹(shù)脂為RNa型運(yùn)行時(shí)放出Na+。根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)判斷，陰床內(nèi)混陽(yáng)樹(shù)脂的可能性較大。因?yàn)檫\(yùn)行初期，強(qiáng)酸H型樹(shù)脂正處于平衡交換容量的高峰，即使漏Na+也很少。

1.3陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床的途徑

一是陽(yáng)床水帽壞，制水時(shí)被帶入陰床；二是裝填樹(shù)脂時(shí)錯(cuò)把部分陽(yáng)樹(shù)指裝入陰床。三是反洗樹(shù)脂后，沒(méi)沖洗于凈反洗槽及輸送管道或者就沒(méi)沖洗，移送陽(yáng)樹(shù)脂時(shí)，殘留的陽(yáng)樹(shù)后混入陰床。四是陽(yáng)樹(shù)脂輸送閥門(mén)內(nèi)漏或沒(méi)關(guān)嚴(yán)，移陰樹(shù)脂時(shí)，隨壓力水混入陽(yáng)樹(shù)脂中。

陰陽(yáng)床同用一個(gè)反洗槽，一條輸送管道，如果陽(yáng)床樹(shù)脂輸送閥門(mén)發(fā)生內(nèi)漏或操作失誤（陰樹(shù)脂進(jìn)入陽(yáng)床影響不大），就會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床。浮動(dòng)床的特點(diǎn)是，當(dāng)樹(shù)脂運(yùn)行到一定周期后，需把樹(shù)脂移至反洗槽反洗，以除樹(shù)脂中的懸浮物及破碎樹(shù)脂，以降低運(yùn)行壓力差，恢復(fù)制水批量，所以供水廠利用大修之際，對(duì)陰陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)行體外反洗。從以上分析可知，陽(yáng)樹(shù)脂混人陰床后陰床出水水質(zhì)會(huì)發(fā)生如下變化：Na+、pH、堿度、導(dǎo)電度明顯上升且混入陽(yáng)樹(shù)脂越多上升值越大；在陰床投入的初期與中期Na+、堿度、pH、導(dǎo)電度明顯偏高，到床子運(yùn)行后期這些指標(biāo)逐步下降；混人陽(yáng)樹(shù)脂越多則陰床出水指標(biāo)惡化持續(xù)時(shí)間就越長(zhǎng)。

2陰床中水有Na+的原理

陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰床后，當(dāng)用NaOH再生時(shí)，陰樹(shù)脂還原為ROH用型，陽(yáng)樹(shù)脂為RNa型，運(yùn)行時(shí)，進(jìn)入陰床的水是pH值為2.5的酸性水，因陽(yáng)樹(shù)脂的量相對(duì)陰樹(shù)脂很少，大部分水仍然與ROH樹(shù)脂交換時(shí)，少部分水與RNa交換，即：

ROH+HCl→RCl+H2O RNa+HCl→RH+NaCl

產(chǎn)生的NaCl再與R0H交換：ROH+NaCl→RCl+NaOH，由于NaOH導(dǎo)電能力很強(qiáng)，所以陰床出水電導(dǎo)升高。陰、陽(yáng)樹(shù)脂濕真密度不同，使得混在陰樹(shù)脂中的陽(yáng)樹(shù)脂分布不均勻，陽(yáng)樹(shù)脂濕真密度大，在陰樹(shù)脂層的下部多，中部少，上部更少甚至沒(méi)有，因有這樣的分布規(guī)律，造成出水水質(zhì)惡化有一定規(guī)律性。浮動(dòng)床制水工藝是，水從下進(jìn)上出，陽(yáng)樹(shù)脂又混在上室的強(qiáng)堿陰樹(shù)脂中，樹(shù)脂裝填高度為1515mm，由于H2SO4、HCl、HNO3強(qiáng)酸陽(yáng)離子被下室的弱堿ROH型樹(shù)脂吸附，進(jìn)入上室的H2CO3、H2SiO3弱酸陰離子先與RNa交換，因此，造成陰床投運(yùn)初期出水帶Na+現(xiàn)象，陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)入陰的量越多，水質(zhì)惡化越嚴(yán)重。

二、在運(yùn)行中如何判斷陰床中混入陽(yáng)樹(shù)脂

陰床在運(yùn)行中出水Na+、堿度、pH、導(dǎo)電度明顯上升，而出水SiO2變化不大，這一點(diǎn)是判斷陰床中混入陽(yáng)樹(shù)脂的重要依據(jù)，也是必要條件，但不是唯一條件。因?yàn)殛?yáng)床失效或漏Na+嚴(yán)重時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象。因此，這時(shí)應(yīng)檢查運(yùn)行的陽(yáng)床是否失效或漏Na+嚴(yán)重，若無(wú)此現(xiàn)象則可斷定陰床中混入陽(yáng)樹(shù)脂。

三、陰離子交換器混入陽(yáng)樹(shù)后如何分離

根據(jù)固定床和浮動(dòng)床結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行工藝的不同特點(diǎn)分別采取了不同的處理辦法。

1對(duì)于固定陰床的處理

在固定陰床運(yùn)行時(shí)，正常的酸性水進(jìn)入陰床時(shí)，混入其中的陽(yáng)樹(shù)脂造成了陰床出水中Na+含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入口Na+含量，對(duì)陰床除硅效果造成影響。因?yàn)楣潭幋碴?yáng)樹(shù)脂已混人陰樹(shù)脂內(nèi)，根據(jù)陰陽(yáng)樹(shù)密度不同，其在食鹽水（濃度為24%-26%，相對(duì)密度為1，16-1.20）中浮、沉性能的不同而分層的特性，對(duì)其進(jìn)行分層處理：將被污染的陰樹(shù)脂靜態(tài)浸泡于濃度約25%食鹽水中12h，將下層樹(shù)脂報(bào)廢，上層樹(shù)脂重新利用，不足部分由新樹(shù)脂補(bǔ)充，如采取床外處理勞動(dòng)量大，操作較麻煩而且需要充足的空間。由于不具備床外處理的客觀條件，只能采取床內(nèi)處理，該法的缺點(diǎn)是需要報(bào)廢小部分陰樹(shù)脂，其具體的處理措施如下：

（1）單臺(tái)解列固定床（1#、2#或3#），以免影響生產(chǎn)。

（2）由中排管排水，將水排凈后打開(kāi)中間人孔門(mén)。

（3）根據(jù)陰離子交換器上人孔下緣以下的有效體積和所需食鹽水濃度（約25%），加工業(yè)鹽NaCI固體3.5t，平鋪于中排管上方的樹(shù)脂壓脂層，均勻攤平。

（4）由反洗進(jìn)水緩慢上水，保證上水的均布，將水上至中排管上方窺視孔以上，上人孔下邊緣為止。然后從底部以小風(fēng)量進(jìn)風(fēng)攪拌3h后，靜態(tài)浸泡12h。

（5）由正洗排水口排空浸泡水。

（6）打開(kāi)下人孔，將下人孔以上樹(shù)脂全部卸出重新利用，下人孔下緣以下樹(shù)脂全部報(bào)廢。

（7）石英砂層中的樹(shù)脂以不小于100t/h的水流量徹底進(jìn)行反洗清理；然后將石英砂表面平整后重新裝人樹(shù)脂，不足部分由新的樹(shù)脂補(bǔ)充。

（8）因用食鹽水浸泡時(shí)，加入的工業(yè)鹽不純，含有Fe、Al等雜質(zhì)，可用HCl浸泡去除雜質(zhì)。

（9）排酸后進(jìn)行徹底反洗

（10）再生合格后備用。

3對(duì)于陰浮床的處理

陰浮床進(jìn)水中混入的陽(yáng)樹(shù)脂在進(jìn)入陰浮床時(shí)，首先被陰浮床底部的石英砂層截留，短時(shí)間內(nèi)不可能混人陰樹(shù)脂內(nèi)，但已造成投運(yùn)前，正洗難以合格，電導(dǎo)率居高不下，正洗2-3h以后，才能勉強(qiáng)合格。

因陽(yáng)樹(shù)脂僅進(jìn)入底部石英砂層，再生前以不小于100t/h的水流量進(jìn)行下流沖洗，直至排水管中不再出現(xiàn)陽(yáng)樹(shù)脂為止。

采用以上方法分別對(duì)陰固床和陰浮床進(jìn)行徹底處理后，其陰床出水電導(dǎo)為4.9us/cm、Na+<100ug/L，基本恢復(fù)到正常運(yùn)行狀況，保證了出水水質(zhì)，已完全能夠滿(mǎn)足中壓鍋爐生產(chǎn)需要。

4如何預(yù)防陽(yáng)樹(shù)脂混入陰床

樹(shù)脂的運(yùn)輸、貯存過(guò)程中，切記分類(lèi)堆放，嚴(yán)禁將不同型號(hào)樹(shù)脂堆放在一起；在加裝樹(shù)脂時(shí)，一定要認(rèn)真檢查包裝樹(shù)脂型號(hào)，以防不同類(lèi)樹(shù)脂裝入同一床體。

加強(qiáng)運(yùn)行人員反洗操作的監(jiān)護(hù)，反洗時(shí)應(yīng)將反洗水門(mén)從小到大緩慢開(kāi)啟，以防反洗開(kāi)始流量過(guò)大造成石英砂亂層床體內(nèi)部零部件損壞。

要定期檢查陽(yáng)床中布水裝置、中排裝置（或布酸裝置），發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)檢修、加固或更換，以防這些裝置斷裂、脫落掉人樹(shù)脂層中，繼而逐步進(jìn)人石英砂層，造成石英砂亂層，樹(shù)脂流失。（陽(yáng)床的開(kāi)床檢查周期一般為6-12個(gè)月，也可根據(jù)實(shí)際情況確定）在陽(yáng)離子交換器出口盡可能加裝樹(shù)脂捕捉器，并及時(shí)檢查清理。加強(qiáng)運(yùn)行檢查，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)床出水水樣中有樹(shù)脂顆粒，應(yīng)立即停止該交換器運(yùn)行，并組織檢修處理。加強(qiáng)對(duì)中間水箱的定期檢查，發(fā)現(xiàn)中間水箱內(nèi)有樹(shù)脂，應(yīng)立即停產(chǎn)清理，并檢查落實(shí)哪臺(tái)陽(yáng)床跑樹(shù)脂，視情況進(jìn)行檢修處理。

參考文獻(xiàn)：

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