电厂水处理离子交换树脂污染的因素与测定

电厂水处理离子交换树脂污染的因素与测定
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摘要:荧光法溶解氧在电厂进行水处理的过程中,离子交换树脂被广泛应用,但是目前其可能在处理过程中受到污染,为了保障离子交换树脂的污染去除可以正常使用,需要对其污染的因素进行了解和测定。本文首先通过离子交换树脂的原理进行介绍,然后对常见的两种离子交换树脂污染的因素和测定进行介绍,为后续相关研究奠定基础。
关键词:水处理;电厂水处理;离子交换树脂;离子交换树脂污染
离子交换树脂在目前大多数电厂制取除盐水的主要方法,但是在实际使用过程中离子交换树脂的性能会下降,出现“中毒”现象[1],影响得到的除盐水的性能,因此在受到污染之后如不及时进行处理,离子交换树脂可能出现报废情况,无法再继续正常使用,增加成本,因此对电厂水处理离子交换树脂的污染因素进行判断和测定进行研究十分重要。
杀螺剂 图1 离子交换
一、离子交换树脂相关介绍
电子台历离子交换树脂目前应用在诸多领域,例如废水处理、医药等。我国在五十年代初开始意识到离子交换树脂的重要性,开始对其进行研究,目前我国制作离子交换树脂的厂家已经达到近百家,已经成为当前世界上离子交换树脂主要地提供国家之一[2]塑料拖把头。离子交换树脂是一种高分子化合物,其具有不溶于酸、碱溶液等,并且在稳定性上表现良好。离子交换树脂种类繁多,按照功能对离子交换树脂进行分类的话可以分为两大类,阳、阴离子交换树脂,按照结构类型进行划分同样主要分为两类,一种是凝胶型,一种是大孔型。与此同时,离子交换树脂也可以按照原材料的不同进行划分[3]。离子交换树脂针对电厂水处理的原理是利用离子交换反应,并且依据水中的成分选择不同的离子交换树脂进行吸附。这是因为其表面与胶体结构相似,在离子交换树脂进入水中发生反应时,可以生成双电层,进而完成电厂水处理工作。
二、离子交换树脂污染因素与测定
在水厂水处理过程中,使用离子交换树脂进行净化水的过程中可能会出现不同的物质对其进行污染,导致离子交换树脂会发生“中毒”情况,这是因为离子交换树脂可能会因为水中
存在的悬浮物而将其堵塞,可能造成离子交换树脂的使用造成影响,甚至是失效的情况[4]
(一)铁污染与测定
首先,在处理污水的过程中水中的含铁物质可能把离子交换树脂的表面覆盖或者孔道堵塞,进而导致虽然其结构无变化,但是离子交换树脂的工作交换容量和再生交换容量明显降低。在实际使用情况下,容易发生铁污染的情况的是两种离子交换树脂—阴、阳两种。在被污染之后,离子交换树脂外观可能发生变化,随着树脂的污染逐渐加深颜逐渐加深至黑。主要存在的污染情况有两种,一种是离子交换树脂吸附悬浮铁化物或者胶态铁化物在其表面生成铁污染覆盖层,影响后续对水进行处理过程中水和离子交换树脂的接触面积,导致水处理不到位的情况出现。另一种是铁以二价铁离子的形式进入,和离子交换树脂发生交换反应,使得二价铁离子生成高价铁化物附着在离子交换树脂内部阻塞孔道。而阴树脂发生污染的情况主要有三种原因,一是过滤水中铁含量较高,二是再生阴树脂的碱纯度没有按照规定标准进行选择,尤其是液态碱中铁化合物含量较高,三是其中的设备和管道受到其他物质的腐蚀。与阳树脂相比,铁污染对阴树脂的影响更为明显,这是因为阳离子可以使用酸再生方法与树脂进行交换,将部分附着其中的含铁物质去除。
在树脂受到污染后除了在颜上出现变化,还需要更加准确的方法测定电厂水处理离子交换树脂的含铁量。具体方法是将树脂放入清水中进行清洗直到洗净,然后将其放入NaCl溶液中进行浸泡,半个小时为佳,再之后将其取出使用蒸馏水洗涤两到三次,最后将部分树脂放入玻璃瓶中,加入树脂体积2倍的浓度为6mmol/L的盐酸震荡15分钟后,将酸液滴入试管中取饱和亚铁溶液,在显后观察其普鲁士兰的颜,树脂的铁污染越严重,颜越深(由浅蓝到棕黑变化)。
树脂在受到铁污染之后需要对其及时使用高浓度盐酸浸泡方法进行清洗,一般浓度选择10%-25%为佳,帮助离子交换树脂的交换能力得到恢复,增加离子交换树脂的利用率和寿命,减少树脂破损的概率。有时使用高浓度盐酸并不能达到理想的效果,在清洗离子交换树脂时可以使用不同的还原剂(Na₂S₂O₃、NaNO₂、NaCl等),但是需要在使用之前,根据离子交换树脂附着的内容进行详细准确的实验后选择相应的还原剂。
(二)有机物污染与测定
离子交换树脂除了很有可能受到铁污染外,还可能受到有机物的污染,其中普遍存在的是强碱性阴离子交换树脂,其被污染后颜变深,并且树脂的交换容量降低,出水水质较之
前相比污染严重并且排出的清洗水量与之前相比有明显提升、清洗时间增加等情况。离子交换树脂污染主要原因是因为电厂进水中存在大量的多种大分子有机物,对水进行处理是与离子交换树脂进行反应,但是其反应是不可逆的,这是因为大分子有机物中含有芳香族羧酸(如复位酸根、腐殖酸、木制磺酸等),此类大分子有机物根据其含量等和离子交换树脂中的季铵基团反应后产生的污染不可逆。
离子交换树脂受到有机物污染的测定方法是将树脂放入带塞且留有空气孔的小玻璃中后加入蒸馏水进行震荡洗涤,三到四次后将离子交换树脂上的其余附着物去掉,然后在其中加入10%的除盐水再次震荡,五到十分钟后观察除盐水的颜,其颜从清澈透明到深棕或者黑变化,颜越深污染越重。
为了防止离子交换树脂与有机物发生不可逆的反应后污染树脂,可以通过在水中加入进行处理,对于普遍存在的有机物都可以通过其进行去除,除此之外,对于溶解性有机物和胶态有机物可以通过活性炭等物质采用吸着法来进行去除。在目前电厂污水中可能存在有机物混合出现,但是在实际处理过程中很少同时使用和活性炭等,因此在去除有机物对树脂的污染时效果并不理想。与此同时,树脂复苏情况还需要根据其污染程度而定,
管形母线对于受到严重污染的离子交换树脂,可以通过溶液进行处理,例如含有NaCl、NaOH、NaClO等,都可以帮助树脂恢复其功能延长使用年限。
结语
离子交换树脂目前被广泛应用在多种情况,例如在电厂进行水处理的过程中使用其进行污水处理。在处理过程中可能受到油脂、铁物质、有机物等的污染,影响离子交换树脂的正常使用,为了增加其使用年限,需要对其污染的因素进行了解和测定。本文首先通过离子交换树脂的原理进行介绍,然后对常见的两种离子交换树脂污染的因素和测定进行介绍,为后续相关研究奠定坚实的基础。
参考文献:
[1] 陶莉,许海青,刘晨明,等.离子交换树脂处理氨氮废水的研究现状[J].环境科技,2020,33(03):69-73.
[2]和润秀.离子交换树脂在镍钴湿法冶炼废水深度处理中的应用研究[J].冶金管1理,2020,(13):23-25.
[3]赵瑾,曹军瑞,王文华,等.离子交换树脂对锰离子的吸附特性及工艺优化[J].水处理技术,2020,46(05):55-59+70.
[4]周付江.除盐水装置离子交换树脂污染复苏方法研究[J].石化技术,2020,27(10):52-53.

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