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离子交换树脂铁污染或铁中毒处理办法
发表:admin 来源:本站更新 点击:5576 更新时间:2013-6-14

1、什么叫树脂铁中毒
  树脂表面被铁化物覆盖或树脂内部的交换孔道被铁杂质等堵塞,使树脂的工作交换容量和再生交换容量明显降低,但树脂结构无变化,这种现象叫树脂的铁“中毒”。
2、树脂中毒的鉴别方法
    2.1外观颜色鉴别,发生铁“中毒”的树脂,从外观上看,颜色由透明的黄色(阳树脂)或乳白色(阴树脂)明显变深,严重者甚至呈黑色。
 2。2通过测定水的含铁量来判定树脂铁“中毒”的程度,这是一种较为准确的方法[1]。方法如下:
  将“中毒”树脂用清水洗净,浸泡在10%的食盐水中再生约30min,倾去盐水再用蒸馏水(或除盐水)洗涤2~3次,从中取出一部分树脂放入试管或玻璃瓶中,随后加入6mol/L的盐酸(体积约为树脂的2倍),盖严振荡15min后,然后取出酸液注入另一洁净试管中,滴入饱和的亚铁氰化钾溶液,从试液生成普鲁士蓝的颜色深浅(由淡蓝色至棕黑色),可以判断树脂铁“中毒”的程度。
  只用测定树脂交换容量的方法来判断树脂是否铁“中毒”,这是不准确的。因为铁“中毒”仅仅降低了树脂的工作交换容量,而对全交换容量几乎没有影响。
3、树脂中毒原因分析
  造成树脂铁“中毒”的原因主要有4方面:
3.1水源是含铁量高的地下水或被铁污染的地表水;
3。2进水管道或交换器内部被腐蚀产生了铁化物;
3.3再生剂中含有铁杂质;
3.4水中含有大分子有机物。
  阳树脂的铁“中毒”一般只发生在以食盐为再生剂的水过程中,主要有两种情况,一种是当铁以胶态或悬浮铁化物的形式进入钠离子交换器后,被树脂吸附,并在树脂表面形成一层铁化物的覆盖层,阻止了水中的离子与树脂进行有效接触;另一种是铁以Fe2+形式进入交换器,与树脂进行交换反应,使Fe2+占据在交换位置上,因Fe2+很容易被氧化成高价铁化物,沉积在树脂内部,堵塞了交换孔道。
  阴树脂发生铁“中毒” 的主要原因也有以下两种:一是再生阴树脂的碱纯度达不到规定标准,特别是液态碱中含有铁的化合物较多时,更容易使阴树脂中毒;二是水中含有大分子有机物时,容易与铁形成螯合物(即有机铁),它可以与强碱性阴树脂进行交换反应,集结在交换基团的位置上,堵塞树脂的交换孔道,使交换容量和再生容量下降,再生效率降低,再生剂与清洗水耗量增加,进一步导致树脂铁“中毒”。
4 离子叫交换树脂铁污染处理方法
4.1 盐酸复苏法
  机理:强酸性树脂对阳离子的选择顺序为:
  Fe3+>Fe2+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+
  在铁“中毒”树脂中加入10%的盐酸后,盐酸将树脂表面或凝胶孔内的胶态Fe2O3?XH2O溶解成Fe3+,同时盐酸中的H+与树脂上的Fe3+、Ca2+、Mg2+发生交换,使树脂逐步转成氢型,投入运行前再转化成钠型。
  此法简单易行。但在实际应用中,要想充分复苏铁“中毒” 树脂,必须将盐酸的浓度加大到10%以上,这样既增加了处理费用,也易损坏交换器的防腐层。

4.2 盐酸-食盐复苏法
  机理:将4%的盐酸和4%的食盐溶液加入“铁中毒”树脂中,充分浸泡。盐酸的主要作用是溶解,食盐中的Na+连同盐酸中的H+和树脂上的Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+进行交换,使树脂逐步转变成氢钠混合型,投入运行前再生转换成钠型即可。
  此法是一种较常用的方法。但也存在着盐酸和食盐用量大,耗时长,复苏处理不彻底等缺点。

4.3 盐酸-食盐-亚硫酸钠复苏法
  机理:将4%的盐酸、4%的食盐和0。08%的亚硫酸钠混合液加入铁“中毒”树脂中充分浸泡。盐酸和食盐的作用同上。Na2SO3中的S把SO32-Fe3+还原成Fe2+从而减少树脂对Fe3+的结合,且反应生成的H+又能促进Fe2O3?XH2O的溶解,
  反应式为:
  SO32-+2Fe3++H2O≒SO42-+Fe2++2H+
  最后再将氢钠混合型树脂转化为钠型树脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3浓度应由实验确定,一般不应大于0.1%,因为Na2SO3浓度过高,易产生SO2气体,再者产物SO42-浓度增大,会产生CaSO4沉淀。
5.防止离子交换树脂铁污染的水处理技术
5.1含铁地下水必须进行必要的除铁处理后,方可进入交换器。常用的除铁方法有:曝气除铁法、除铁法等。
5.2直接以深井水或自来水为水源时,应在阳床进水泵前设置性产纯净水时,进水管道应采用不锈钢管道或其它不含铁元素的管道,以防流水将一些铁的腐蚀产物带进交换器。
5.3加强水处理设备及管道的防腐工作。定期检查交换器内部再生装置及防腐层,发现损伤应及时处理。盐液输送管道要采用不锈钢管,防止管道腐蚀产生铁化合物,污染树脂。
5.4再生剂质量要符合有关标准要求,不能含有铁杂质。

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