離子交換樹脂再生時酸堿耗高的原因分析及 解決對策

1、離子交換樹脂再生時酸堿耗高的原因分析及解決對策摘要：電廠運行過程中需要對水進行化學處理，在處理的過程中常用到離子交 換樹脂再生技術，在樹脂再生處理的過程中需要降低酸堿的消耗，以降低生產成 本，本文將圍繞降低酸堿耗的相關內容進行分析，以供參考。關鍵詞：離子交換；酸堿消耗；樹脂交換1.刖言在電廠水處理的過程中，如果樹脂的再生酸堿耗高不但會增加運行成本，也 會增大企業(yè)的負擔，不滿足精細化管理的要求。2原因分析2.1再生液的質量再生液的純度對離子交換樹脂的再生效果有很大的影響。當再生液的純度高 且雜質含量低時，樹脂的再生速率高且再生的效果良好。目刖，我們水處理樹脂 再生中使用的再生液是工業(yè)鹽酸和工業(yè)氫

2、氧化鈉，其再生液濃度應至少30%，且 雜質含量必須符合相應國家標準。2.2再生過程在再生過程中，要嚴格控制再生液的數(shù)量、溫度、濃度和流速，并根據(jù)操作 規(guī)程和規(guī)范增補樹脂以調整樹脂層高度，防止樹脂在再生過程中亂層或偏流，保 證整個再生過程合理化和規(guī)范化。2.3懸浮物的污堵原水中的懸浮物會堵塞樹脂層中的孔隙，從而增大其水流阻力，增大運行壓 降，同時也會覆蓋在樹脂顆粒的表面，降低樹脂的工作交換容量。2.4鐵的污染陽、陰樹脂都可能會發(fā)生鐵污染。被污染樹脂的外觀為深棕色，嚴重時可能 變?yōu)楹谏?。一般情況下，每100g樹脂中的含鐵量超過150mg時，應立即進行處 理，因為鐵的存在會加速陰樹脂降解。在陽樹脂使

3、用中，原水帶入的鐵離子，大部分以Fe2+存在，它們被樹脂吸收 以后，部分被氧化為Fe3+，再生時不能完全被H+交換出來，因而滯留于樹脂中 造成鐵的污染。使用鐵鹽作為混凝劑時，部分磯花帶入陽床，過濾作用使之積聚 在樹脂層表面，再生時酸液溶解了磯花，使之成為Fe3+，部分被陽樹脂所吸收， 造成鐵污染。工業(yè)鹽酸中的大量Fe3+，也會對樹脂造成一定的鐵污染。用于鈉離 子交換的陽樹脂更容易受到鐵的污染。陰樹脂中的鐵含量有時會比陽樹脂大許多倍。陰樹脂的鐵主要來源于再生液， 一般隔膜法生產的燒堿，其中含有0.01%0.03%的Fe2O3，同時還含有67mg/L 的NaClO3，這樣的燒堿在貯存和輸送過程中與

4、鐵容器、管道（無防腐層）接觸， 將生成高鐵酸鹽（FeO4）。高鐵酸鹽隨堿液進入陰床后，因pH值的降低，將發(fā) 生分解，其反應式如下：2FeO42- + 10H+ 今 2Fe3+ + 2/3 O2 + 5H2OFe3+進一步生成Fe（OH）3，附著于陰樹脂顆粒上，造成鐵污染。樹脂遭受鐵污 染以后，在一般的再生過程中不能除去，必須用鹽酸進行清洗，常用的清洗方法 是用10%HCl溶液，在進行此方法前，必須檢查交換器設備的耐腐蝕性能，否則 須用加抑制劑的鹽酸。將相當于樹脂床體積0.5倍的10%HCl溶液從樹脂床頂部進入（要考慮到樹脂 床內的殘余存水，保持HCl溶液的濃度），從樹脂床底部排出相當于床內殘余

5、存 水的水量，將溶液攪拌后，并與樹脂充分接觸12小時，排出酸液，自上而下淋 洗，然后反洗30分鐘，除去疏松物質，最后將樹脂床再生后即可投運。2.5硅的污染硅化合物污染發(fā)生在強堿型陰離子交換器中，尤其是在強、弱型陰樹脂聯(lián)合 應用的設備和系統(tǒng)中，其結果往往導致陰離子交換器除硅效率下降。陰床的強堿型樹脂再生不當、失效的樹脂未及時再生或陰樹脂再生不徹底， 會發(fā)生硅酸在樹脂顆粒內部聚合的現(xiàn)象，而難以再生，這種現(xiàn)象是硅在樹脂內的 積聚，不屬于硅的污染。硅的污染是指再生過程中，已從樹脂上再生出來的硅酸 鹽，由于再生液pH值的降低，大量的硅酸以膠體狀態(tài)析出，嚴重時再生液可以 變成膠凍狀，被覆于樹脂表面，影響樹

6、脂的交換容量，并造成出水SiO2含量增高。順流再生固定床和移動床一般不會發(fā)生硅的污染。硅的污染主要發(fā)生于原水 中硅的含量與總陰離子含量（不包括堿度）比值高的對流再生單床，尤其是在弱、 強型陰離子交換樹脂聯(lián)合應用的設備和系統(tǒng)中。清洗二氧化硅污染可用燒堿進行處理，建議用量為130 160 g/L，濃度為 2.0 %，處理溫度為50C60C，樹脂床須先浸泡，如條件不允許，可將溶液以2 個床體積/小時的流速通過樹脂床，此方法的關鍵是保持較高溫度及接觸時間。3采取的措施3.1改善再生過程控制當前，火力發(fā)電廠充分利用現(xiàn)有設備來提高樹脂再生的效率，延長樹脂的工 作周期，并改善再生過程的控制以減少酸和堿的消耗

7、。這是提高水處理設備經濟 效益和降低生產成本的最直接方法，也是最有效的措施。根據(jù)離子交換脫鹽理論，樹脂交換基團的再生程度與交換基團和酸堿再生液 之間的接觸時間成比例，換句話說，酸堿溶液在床中的長停留時間會導致離子的 完全交換。我們可以通過調節(jié)噴射器進口閥門來控制再生液的流速，這有助于再 生液中樹脂交換基團和活性離子之間的完全置換，尤其是硅酸鹽的交換，從而延 長了樹脂的工作周期，并減少了酸、堿消耗。3.2嚴格控制再生酸、堿量在樹脂再生時，酸和堿的量以體積計量，這非常不便于控制。可以測量并計 算酸、堿計量箱，然后根據(jù)高度將其轉換為體積，最后根據(jù)濃酸堿溶液濃度的變 化均勻地調節(jié)酸堿的量，這會使得操作

8、者更加易于掌握和管理并減少酸、堿的量。3.3加強對原水的預處理為防止懸浮物的污堵，主要是加強對原水的預處理，以降低水中懸浮物的含 量，為清除積聚在樹脂層中的懸浮物，可采用增加過濾器的反洗次數(shù)和時間或使 用壓縮空氣擦洗等方法。常用化學除鹽系統(tǒng)對進水懸浮物的要求一般如下：化學除鹽單元懸浮物（mg/L）強酸陽（順流再生）V 5強酸陽（對流再生）V 2強酸陽（浮床）V 2強酸陽（順流）T強酸陽（浮床）V 5陽雙層床、雙室床V 2陽雙室浮床V 2弱酸陽（順流）T強酸陽（順流）V 5弱酸陽(順流)T強酸陽(浮床)v 53.4防止樹脂發(fā)生鐵污染的措施減少陽床進水的含鐵量。對含鐵量高的地下水應先經過曝氣處理及

9、錳砂 過濾除鐵。對含鐵量高的地表水或使用鐵鹽作為凝聚劑時，應添加堿性藥劑，如 Ca(OH)2或NaOH,提高水的pH值，防止鐵離子帶入陽床。(2)對輸送高含鐵 量原水的管道及貯槽應考慮采取必要的防腐措施，以減少原水的鐵含量。(3) 陰床再生用燒堿的貯槽及輸送管道應采取襯膠防腐，以減少堿再生液的含鐵量。(4)當樹脂的含鐵量超過150g/gR時，應進行酸洗。3.5防止硅污染的主要措施(1)陰床失效后要及時再生，不能在失效態(tài)長時間備用。(2)再生堿液應 加熱，I型樹脂不高于40C，H型樹脂不高于35C(3)降低再生液的濃度至 2 % NaOH(4)再生液的流速不低于5 m/h，但應保持進再生液的時間不少于 30min(5 )聯(lián)合應用系統(tǒng)中要從設計上保證弱型樹脂先失效。4.結束語綜上所述，在當前電廠水處理離子交換再生過程中，需要不斷的調整工業(yè)參 數(shù)，嚴格控制再生液的濃度和純度，并加強原水的預處理等一系列手段和措施， 以及利用新工藝和新方法，以達到降低酸堿的消耗，從而降低生產成本的目的。參考文獻