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陜西水處理設備采取各種措施針對軟化水中毒

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離子交換樹(shù)脂具有化學(xué)穩定性好,交換能力大,機械強度高等優(yōu)點(diǎn),因此在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產(chǎn)中,得到了廣泛應用。但樹(shù)脂在使用過(guò)程中,由于受到有害雜質(zhì)(如鐵化物、有機物等)的污染,就會(huì )發(fā)生樹(shù)脂"中毒"事故。如果不及時(shí)采取合理措施使其復蘇,就有可能造成樹(shù)脂失效,甚至報廢。樹(shù)脂"中毒"以鐵"中毒"現象為常見(jiàn)。博泰達水處理公司技術(shù)根據多年的實(shí)踐,對這種樹(shù)脂鐵"中毒"事故的處理方法及預防措施進(jìn)行了如下的分析。


離子交換樹(shù)

何為鐵“中毒”?

離子交換樹(shù)脂表面被鐵化物覆蓋或樹(shù)脂內部的交換孔道被鐵雜質(zhì)等堵塞,使樹(shù)脂的工作交換容量和再生交換容量明顯降低,但樹(shù)脂結構無(wú)變化,這種現象叫樹(shù)脂的鐵"中毒"。

樹(shù)脂鐵"中毒"原因分析

造成樹(shù)脂鐵"中毒"的原因主要有4方面:

①水源是含鐵量高的地下水或被鐵污染的地表水;

②進(jìn)水管道或交換器內部被腐蝕產(chǎn)生了鐵化合物;

③再生劑中含有鐵雜質(zhì);

④水中含有大分子有機物。

陽(yáng)樹(shù)脂的鐵"中毒"一般只發(fā)生在以食鹽為再生劑的軟化水過(guò)程中,主要有兩種情況,一種是當鐵以膠態(tài)或懸浮鐵化物的形式進(jìn)入鈉離子交換器后,被樹(shù)脂吸附,并在樹(shù)脂表面形成一層鐵化物的覆蓋層,阻止了水中的離子與樹(shù)脂進(jìn)行有效接觸;另一種是鐵以Fe2+形式進(jìn)入交換器,與樹(shù)脂進(jìn)行交換反應,使Fe2+占據在交換位置上,因Fe2+很容易被氧化成高價(jià)鐵化物,沉積在樹(shù)脂內部,堵塞了交換孔道。

陰樹(shù)脂發(fā)生鐵"中毒"的主要原因也有以下兩種:一是再生陰樹(shù)脂的堿純度達不到規定標準,特別是液態(tài)堿中含有鐵的化合物較多時(shí),更容易使陰樹(shù)脂中毒;二是水中含有大分子有機物時(shí),容易與鐵形成螯合物(即有機鐵),它可以與強堿性陰樹(shù)脂進(jìn)行交換反應,集結在交換基團的位置上,堵塞樹(shù)脂的交換孔道,使交換容量和再生容量下降,再生效率降低,再生劑與清洗水耗量增加,進(jìn)一步導致樹(shù)脂鐵"中毒"。
離子交換樹(shù)

鐵"中毒"樹(shù)脂鑒別方法

1、外觀(guān)顏色鑒別發(fā)生鐵"中毒"的樹(shù)脂,從外觀(guān)上看,顏色由透明的黃色(陽(yáng)樹(shù)脂)或乳白色(陰樹(shù)脂)明顯變深,嚴重者甚至呈黑色。

2、試驗鑒別通過(guò)測定水的含鐵量來(lái)判定樹(shù)脂鐵"中毒"的程度,這是一種較為準確的方法。

方法如下:將"中毒"樹(shù)脂用清水洗凈,浸泡在10%的食鹽水中再生約30min,傾去鹽水再用蒸餾水(或除鹽水)洗滌2~3次,從中取出一部分樹(shù)脂放入試管或玻璃瓶中,隨后加入6mol/L的鹽酸(體積約為樹(shù)脂的2倍),蓋嚴振蕩15min后,然后取出酸液注入另一潔凈試管中,滴入飽和的亞鐵氰化鉀溶液,從試液生成普魯士藍的顏色深淺(由淡藍色至棕黑色),可以判斷樹(shù)脂鐵"中毒"的程度。需要說(shuō)明的是,有的單位只用測定樹(shù)脂交換容量的方法來(lái)判斷樹(shù)脂是否鐵"中毒",這是不準確的。因為鐵"中毒"僅僅降低了樹(shù)脂的工作交換容量,而對全交換容量幾乎沒(méi)有影響。

鐵"中毒"后的復蘇處理方法

由于鐵"中毒"樹(shù)脂經(jīng)過(guò)適當的處理,可以恢復其交換能力,所以樹(shù)脂發(fā)生鐵"中毒"后,應及時(shí)正確處理,否則會(huì )增加樹(shù)脂破損的可能性,導致樹(shù)脂報廢。

鐵"中毒"樹(shù)脂的復蘇方法主要有以下三種,現比較如下:

1、鹽酸復蘇法

機理:強酸性樹(shù)脂對陽(yáng)離子的選擇順序為:Fe3+>Fe2+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+,在鐵"中毒"樹(shù)脂中加入10%的鹽酸后,鹽酸將樹(shù)脂表面或凝膠孔內的膠態(tài)Fe2O3•XH2O溶解成Fe3+,同時(shí)鹽酸中的H+與樹(shù)脂上的Fe3+、Ca2+、Mg2+發(fā)生交換,使樹(shù)脂逐步轉成氫型,投入運行前再轉化成鈉型。此法簡(jiǎn)單易行。但在實(shí)際應用中,要想充分復蘇鐵"中毒"樹(shù)脂,必須將鹽酸的濃度加大到10%以上,這樣既增加了處理費用,也易損壞交換器的防腐層。

2、鹽酸-食鹽復蘇法

機理:將4%的鹽酸和4%的食鹽溶液加入"鐵中毒"樹(shù)脂中,充分浸泡。鹽酸的主要作用是溶解Fe2O3•XH2O。食鹽中的Na+連同鹽酸中的H+和樹(shù)脂上的Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+進(jìn)行交換,使樹(shù)脂逐步轉變成氫鈉混合型,投入運行前再生轉換成鈉型即可。此法是一種較常用的方法。但也存在著(zhù)鹽酸和食鹽用量大,耗時(shí)長(cháng),復蘇處理不徹底等缺點(diǎn)。

3、鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉復蘇法

機理:將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵"中毒"樹(shù)脂中充分浸泡。鹽酸和食鹽的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+還原成Fe2+,從而減少樹(shù)脂對Fe3+的結合,且反應生成的H+又能促進(jìn)Fe2O3•XH2O的溶解,反應式為:SO32-+2Fe3++H2O≒SO42-+Fe2++2H+后再將氫鈉混合型樹(shù)脂轉化為鈉型樹(shù)脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3濃度應由實(shí)驗確定,一般不應大于0.1%,因為Na2SO3濃度過(guò)高,易產(chǎn)生SO2氣體,再者產(chǎn)物SO42-濃度增大,會(huì )產(chǎn)生CaSO4沉淀。實(shí)踐證明,用這種方法處理鐵"中毒"樹(shù)脂,復蘇劑耗量少,耗時(shí)短,且復蘇劑中鹽酸濃度低,對交換器腐蝕性較小,復蘇效果較好,是一種較理想的處理方法。
亞硫酸鈉

預防措施

①含鐵地下水必須進(jìn)行必要的除鐵處理后,方可進(jìn)入交換器。常用的除鐵方法有:曝氣除鐵法、錳砂過(guò)濾除鐵法等。

②直接以深井水或自來(lái)水為水源時(shí),應在陽(yáng)床進(jìn)水泵前設置過(guò)濾器性產(chǎn)純凈水時(shí),進(jìn)水管道應采用不銹鋼管道或其它不含鐵元素的管道,以防流水將一些鐵的腐蝕產(chǎn)物帶進(jìn)交換器。

③加強水處理設備及管道的防腐工作。定期檢查交換器內部再生裝置及防腐層,發(fā)現損傷應及時(shí)處理。鹽液輸送管道要采用不銹鋼管,防止管道腐蝕產(chǎn)生鐵化合物,污染樹(shù)脂。

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