陰離子交換器

來源：東隆  日期：2014-03-25

             陰離子交換器
再生中注意如下問題。
弱堿型陰樹脂的沖洗
   弱堿型陰樹脂在水中是不穩(wěn)定的，特別是最早的弱堿型樹脂相當(dāng)不穩(wěn)定，交換容量很快降低，尤其用冷水時(shí)，沖洗水量很大（7~42m³/m³樹脂），這是由于水的氧化侵蝕，使交換劑上生成弱堿基，用堿液再生這種老化樹脂時(shí)，Na+與弱堿基化合，沖洗時(shí)Na+從弱酸基上很慢的水解下來，因此就需要大量沖洗水和較長的時(shí)間才能投入運(yùn)行合格的PH值，雖然一部分沖洗水可以回收到陽離子交換器入口，但過長的時(shí)間是一個(gè)問題。今年來已有很多弱堿型樹脂產(chǎn)品，其中大孔型樹脂沖洗用水較少。
沖洗水的回收
     即使穩(wěn)定的弱堿型及強(qiáng)堿型陰離子交換劑，沖洗水量也是浪費(fèi)的，因?yàn)闆_洗水是陽離子交換器的出水或除鹽水。在陰離子交換劑中再生液被置換出來后，沖洗水中溶解固形物降低了，此時(shí)就可以回收到陽離子交換器入口，在陽、陰交換器串聯(lián)系統(tǒng)中，沖洗水的電導(dǎo)率降至原水值時(shí)，開始循環(huán)回收正洗水，見圖（1），直至陰離子交換器出水口水質(zhì)達(dá)到要求。在大型除鹽設(shè)備中節(jié)省的沖洗水價(jià)可以很快償還回收泵和管路的費(fèi)用，而且沖洗水所消耗陽離子交換樹脂的容量損失及再生酸用量所節(jié)省的費(fèi)用尚未計(jì)算在內(nèi)。陰離子交換器的沖洗水約可回收1/2。
堿再生液的回收
     陰離子交換器順流再生再生時(shí)，均設(shè)回收部分堿液裝置。某發(fā)電廠陰離子交換器堿液進(jìn)完后，小流量置換排水10min，回收20min，作為下次陰離子交換器預(yù)還原用；另一電廠因?yàn)榈貐^(qū)用水緊張，廢堿液的回收分為兩個(gè)部分，在置換排水3~7min后，開始回收NaOH濃度較大的廢堿至NaOH濃度急劇下降時(shí)為一部分，然后再回收其余全部正排水，下次陰離子交換器還原時(shí)，先用第二部分回收液反洗樹脂，反洗出水NaOH濃度降低，C1—和SiO23—濃度增加，也起到再生作用，然后將第一部分回收液作為預(yù)還原用，廢堿液的回收效益顯著，一般可降堿耗16~18g/mol，并改進(jìn)了出水水質(zhì)。

 

回收廢堿液必須先進(jìn)行廢液中有關(guān)離子的連續(xù)測定，以確定回收起點(diǎn)，并調(diào)整堿液濃度和再生流速，使廢堿液中NaOH濃度高峰在強(qiáng)酸離子和SiO32—的排代峰之后，這樣既可回收到較高NaOH含量的廢堿液，有較小收到其他離子的干擾，以免影響回收堿的使用效果。
   有一電廠水處理系統(tǒng)出力大，除鹽設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行，雖逆流再生，也采用串聯(lián)再生法，回收廢堿液一方面節(jié)約苛性鈉用量，另一方面也可以進(jìn)一步降低廢堿液的N aOH含量，便于廢堿液處理。新鮮堿液再生陰樹脂排除的廢堿液中，NaOH最高含量1.36%，而通入另一臺陰離子交換器預(yù)還原后出口液的含量降至0.12%，最低為0.02%。
從強(qiáng)堿陰樹脂中排代硅酸化合物
     除去水中的硅酸化合物是發(fā)展堿型陰樹脂的一個(gè)主要目的。該樹脂可以滿意地除去水中硅酸化合物，但由于強(qiáng)堿陰樹脂與HSiO3—的親和力最小，而且吸附在樹脂上的硅酸化合物在樹脂珠內(nèi)可聚合成膠體硅，因此硅酸化合物既不易被樹脂吸著，而吸著后又不易被置換出來，所以再生不好，硅化合物在交換劑內(nèi)會逐漸積聚，致使其交換容量下降，出水含硅兩增加，由于這些原因，在除鹽系統(tǒng)中采用強(qiáng)堿陰樹脂是，必須創(chuàng)造條件，使陰樹脂充分發(fā)揮其除硅能力，確保除鹽的水質(zhì)。首先必須使強(qiáng)堿陰樹脂達(dá)到深度再生，為此，國外曾有建議，在再生前用熱水先將樹脂預(yù)熱至49oC，然后用熱苛性鈉溶液（一般4%NaOH）再生。為使在樹脂結(jié)構(gòu)內(nèi)聚合的硅化合溶解，苛性鈉的稀釋水用蒸汽或電加熱，使苛性鈉熔溫為35~52oC，并增長溶液和樹脂接觸時(shí)間，故應(yīng)保持相當(dāng)?shù)偷脑偕�流量以滿足接觸時(shí)間的要求，注入再生液和置換的全部時(shí)間不少于60min，最好90min。順流再生操作總時(shí)間3~4h，對照陽離子交換器全部再生時(shí)間為60~90min。
   除鹽順流運(yùn)行時(shí)，水至上而下通過交換劑層，水中“要除去”的離子逐漸交換出去，交換劑頂層吸收的離子比底層多，其出水純度決定于底層交換劑的純度。因?yàn)樗�向下濾過時(shí)水中離子濃度逐漸降低，最后要減少這些微量離子，就要求底層交換劑有足夠的再生度和層高，一般高度應(yīng)大于60mm（24//)。取得最純水的握力是水中離子濃度與最底層交換劑上相同離子的濃度差。但是，交換劑最底層上“不要”離子全部除去所需要的再生劑量是不經(jīng)濟(jì)的，所以交換器出水總有一點(diǎn)離子泄露。近年來離子交換器對流量工藝的發(fā)展可以消除這微量泄露。