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001X4凝膠型強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、001X7強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、D001大孔強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、D113大孔弱酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、201X7強(qiáng)堿性苯乙烯系I型陰離子交換樹(shù)脂、D201大孔強(qiáng)堿性I型陰離子交換樹(shù)脂、D202大孔強(qiáng)堿性苯乙烯系II型陰離子交換樹(shù)脂、D301大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂、002SC強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、201X4強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂、201X7強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂
再生用堿的質(zhì)量對(duì)離子交換樹(shù)脂的影響
我廠在再生陰離子交換樹(shù)脂時(shí)采用隔膜法生產(chǎn)的工業(yè)氫氧化鈉,這種氫氧化鈉中的雜質(zhì)如氯離子、氯酸根、鐵離子以及堿中含有的沉積物、油等有機(jī)物等均會(huì)對(duì)樹(shù)脂再生后的性能產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在氫氧化鈉含量相等的情況下，用隔膜法生產(chǎn)的工業(yè)用氫氧化鈉和用離子交換膜法生產(chǎn)的氫氧化鈉雜質(zhì)含量相差很大，氯化鈉含量相差200倍，三氧化二鐵含量相差20倍，這些離子含量如果較高,會(huì)對(duì)陰離子交換樹(shù)脂的性能產(chǎn)生很大的影響。
用隔膜法堿的影響主要有以下幾個(gè)方面：
1、對(duì)Ｃｌ-影響，對(duì)陰離子交換樹(shù)脂再生影響，再生度表示樹(shù)脂中再生型基團(tuán)的百分?jǐn)?shù)，它是一個(gè)比值，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，使用隔膜法氫氧化鈉再生度為78%，使用離子交換膜法氫氧化鈉再生度可達(dá)100%，通過(guò)再生度的提高，可以發(fā)現(xiàn)運(yùn)行周期得到延長(zhǎng)至原來(lái)的1.2倍，并使出水水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)，其出水Ｃｌ-含量?jī)H為隔膜堿的1/141。同時(shí),再生度下降,再生液的利用率就會(huì)降低,這必然造成了生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)陽(yáng)陰床的再生廢液總是偏堿性,難以達(dá)到陽(yáng)陰床的再生廢液自中和的狀況,必然在廢液綜合排放過(guò)程中要消耗較多的酸,間接造成酸耗增加。
2、ＣｌＯ3-的影響
作為生產(chǎn)過(guò)程的直接結(jié)果,氯酸鹽(ＮａＣｌＯ3)有可能出現(xiàn)在苛性堿再生溶液中。在酸性條件下,ＣｌＯ3-會(huì)生成強(qiáng)氧化性的ＨＣｌＯ3。研究表明，在處理含氧氣的水時(shí)，強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂交換容量就會(huì)減少，金屬和氧化劑的反應(yīng)會(huì)對(duì)樹(shù)脂影響而產(chǎn)生催化作用，從而影響樹(shù)脂交換性能。
3、Fe的影響
再生用堿中含有一定量的三氧化二鐵，在酸性條件下的反應(yīng)生成Fe3+，鐵離子不直接污染陰樹(shù)脂，它們之間不能直接發(fā)生交換和吸附，有兩種可能，一種可能是鐵的無(wú)機(jī)化合物,這種極細(xì)微的懸濁顆粒附著或吸附污染,逐漸在樹(shù)脂上積聚起來(lái);另一種可能是鐵與有機(jī)物生成復(fù)雜的絡(luò)合物之后,交換吸附到陰離子交換樹(shù)脂上去;也可能是與其他陰離子生成帶負(fù)電的陰離子絡(luò)合物后,交換吸附到樹(shù)脂上去。鐵污染陰離子交換樹(shù)脂后,樹(shù)脂性能顯著下降,且不易使其恢復(fù)原有的性能。
鐵氧化
強(qiáng)堿陰樹(shù)脂遭受氧化后,主要表現(xiàn)為季銨基團(tuán)的逐漸降解,而不會(huì)發(fā)生骨架的斷鏈。在化學(xué)除鹽工藝中,主要表現(xiàn)為中性鹽分解容量,特別是硅交換量的降低。
含ＣｌＯ3-的堿會(huì)腐蝕金屬。當(dāng)堿用鐵容器盛放時(shí),會(huì)形成ＦｅＯ42-,這種化合物的氧化性強(qiáng)于高錳酸,在酸溶液中會(huì)有以下反應(yīng):
2ＦｅＯ42-+10Ｈ+2Ｆｅ3++3/2Ｏ2+5Ｈ2Ｏ
含ＦｅＯ42-的堿在不斷的與樹(shù)脂接觸的過(guò)程中將不斷的攻擊樹(shù)脂以至其工作交換容量減少。
4、其他雜質(zhì)成分的影響
堿中還含有沉積物、油和其他有機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)都可能對(duì)陰離子交換樹(shù)脂產(chǎn)生影響。
1、沉積物的影響
沉積物對(duì)樹(shù)脂的影響主要是由于沉積物可能會(huì)沉積在樹(shù)脂上,對(duì)樹(shù)脂的微孔造成堵塞,從而使樹(shù)脂的工作交換容量減少。
2 油的影響
油對(duì)樹(shù)脂的污染主要是吸附于骨架上或被覆于樹(shù)脂顆粒的表面,造成樹(shù)脂微孔的污堵。油在樹(shù)脂表面形成一層油膜,使樹(shù)脂粘在一起,造成樹(shù)脂交換容量降低,樹(shù)脂層水流不均勻,周期制水量明顯減少。另外,由于樹(shù)脂表面油膜存在,使樹(shù)脂在水中浮力增大,造成樹(shù)脂反洗時(shí)流失。
3、 其他有機(jī)物的影響
有機(jī)物是依靠離子交換和范德華力的吸附,交換吸附到陰離子交換樹(shù)脂上去的。有機(jī)物由于其分子質(zhì)量大,疏水性強(qiáng),與強(qiáng)堿樹(shù)脂的苯乙烯-二乙烯苯聚合的骨架具有較強(qiáng)的吸附能力———范德華力，因此使有機(jī)物被強(qiáng)堿樹(shù)脂牢固吸附于樹(shù)脂表面，堵塞樹(shù)脂微孔，使陰樹(shù)脂工作交換容量下降。
再生經(jīng)濟(jì)性比較
通過(guò)分析可知，再生用堿的純度對(duì)樹(shù)脂的性能有很大影響，在用離子膜堿代替隔膜堿時(shí)，堿中雜質(zhì)離子的濃度均會(huì)大幅度降低，這必然會(huì)對(duì)樹(shù)脂的性能產(chǎn)生很多有利影響。簡(jiǎn)要對(duì)比:離子膜堿的價(jià)格大約為隔膜堿的1.1倍,但從前文的分析可知,用隔膜堿再生5次陰樹(shù)脂和用離子膜堿再生4次陰樹(shù)脂的運(yùn)行周期基本相同,即隔膜堿的用量為離子膜堿的用量的1.2倍。僅此一項(xiàng)對(duì)比即可看出:采用離子膜堿不但不會(huì)增加再生費(fèi)用,反而提高了再生的經(jīng)濟(jì)性。更何況采用離子膜堿再生后的制水水質(zhì)大大提高,這會(huì)明顯的減緩熱力設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢。同時(shí),采用離子膜堿再生還可以延長(zhǎng)樹(shù)脂的使用壽命,提高樹(shù)脂的工作交換容量,增加周期制水量和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命以及減輕對(duì)環(huán)境的污染等。由此而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是不言而喻的。
結(jié)論
再生用工業(yè)液堿中的雜質(zhì)含量對(duì)陰離子交換樹(shù)脂的性能有較大的影響,合理選用再生用工業(yè)液堿的種類,對(duì)降低水處理酸堿耗十分重要。通過(guò)研究雜質(zhì)離子對(duì)陰離子交換樹(shù)脂影響以及選用不同堿的經(jīng)濟(jì)性比較，我認(rèn)為目前在我廠有反滲透設(shè)備運(yùn)行用堿量大幅減少，堿高位槽不經(jīng)常使用，隔膜堿容易使管道結(jié)晶造成疏通困難的情況下，在再生陰離子交換樹(shù)脂時(shí)應(yīng)選用離子膜堿。
