除鹽水系統陽樹脂混入陰床的處理方法分析

楊秀雷

摘要：本文主要闡述了除鹽水系統水處理的原理，對陽樹脂進入陰床的原因和基本途徑進行了分析，并且對除鹽水系統陽樹脂混入陰床的處理方法進行了研究。

關鍵詞：除鹽水系統；陽樹脂混入陰床；處理

一、陽樹脂進入陰床的原因和基本途徑

1陽樹脂進入陰床原因剖析

1.1供水廠復床制水工藝

采用的是陽床上、下室均裝入強酸H型離子交換樹脂，陰床上、下室分別裝入強堿和弱堿0H型離子交換樹脂，水是先從陽床下進上出，再進入陰床，也是下進上出，水中的陽離了被強H型離子交換樹脂吸附，樹脂中的H+離子被置換到水中，與水中的陰離子生成應的無機酸，再進入陰床，陽離子被弱堿和強堿OH型樹脂吸附，樹脂中的OH-被置換到水中與H+結合生成H2O。

1.2 Na+的來源

從運行工藝判斷原因有四，一是陽床失效Na+進入陰床。二是陰床用NaOH再生后，置換正洗不徹底，Na+殘留于樹脂中，運行時釋放于水中。三是樹脂被有機物污染，在樹脂骨架相引入了COOH型弱酸基團，當用NaOH再生時，形成RCOONa，又在運行中慢慢水解出Na+。四是陰床中混有陽樹脂，陰床再生時，陽樹脂為RNa型運行時放出Na+。根據操作經驗判斷，陰床內混陽樹脂的可能性較大。因為運行初期，強酸H型樹脂正處于平衡交換容量的高峰，即使漏Na+也很少。

1.3陽樹脂進入陰床的途徑

一是陽床水帽壞，制水時被帶入陰床；二是裝填樹脂時錯把部分陽樹指裝入陰床。三是反洗樹脂后，沒沖洗于凈反洗槽及輸送管道或者就沒沖洗，移送陽樹脂時，殘留的陽樹后混入陰床。四是陽樹脂輸送閥門內漏或沒關嚴，移陰樹脂時，隨壓力水混入陽樹脂中。

陰陽床同用一個反洗槽，一條輸送管道，如果陽床樹脂輸送閥門發生內漏或操作失誤（陰樹脂進入陽床影響不大），就會導致陽樹脂進入陰床。浮動床的特點是，當樹脂運行到一定周期后，需把樹脂移至反洗槽反洗，以除樹脂中的懸浮物及破碎樹脂，以降低運行壓力差，恢復制水批量，所以供水廠利用大修之際，對陰陽樹脂進行體外反洗。從以上分析可知，陽樹脂混人陰床后陰床出水水質會發生如下變化：Na+、pH、堿度、導電度明顯上升且混入陽樹脂越多上升值越大；在陰床投入的初期與中期Na+、堿度、pH、導電度明顯偏高，到床子運行后期這些指標逐步下降；混人陽樹脂越多則陰床出水指標惡化持續時間就越長。

2陰床中水有Na+的原理

陽樹脂進入陰床后，當用NaOH再生時，陰樹脂還原為ROH用型，陽樹脂為RNa型，運行時，進入陰床的水是pH值為2.5的酸性水，因陽樹脂的量相對陰樹脂很少，大部分水仍然與ROH樹脂交換時，少部分水與RNa交換，即：

ROH+HCl→RCl+H2O RNa+HCl→RH+NaCl

產生的NaCl再與R0H交換：ROH+NaCl→RCl+NaOH，由于NaOH導電能力很強，所以陰床出水電導升高。陰、陽樹脂濕真密度不同，使得混在陰樹脂中的陽樹脂分布不均勻，陽樹脂濕真密度大，在陰樹脂層的下部多，中部少，上部更少甚至沒有，因有這樣的分布規律，造成出水水質惡化有一定規律性。浮動床制水工藝是，水從下進上出，陽樹脂又混在上室的強堿陰樹脂中，樹脂裝填高度為1515mm，由于H2SO4、HCl、HNO3強酸陽離子被下室的弱堿ROH型樹脂吸附，進入上室的H2CO3、H2SiO3弱酸陰離子先與RNa交換，因此，造成陰床投運初期出水帶Na+現象，陽樹脂進入陰的量越多，水質惡化越嚴重。

二、在運行中如何判斷陰床中混入陽樹脂

陰床在運行中出水Na+、堿度、pH、導電度明顯上升，而出水SiO2變化不大，這一點是判斷陰床中混入陽樹脂的重要依據，也是必要條件，但不是唯一條件。因為陽床失效或漏Na+嚴重時也會出現類似現象。因此，這時應檢查運行的陽床是否失效或漏Na+嚴重，若無此現象則可斷定陰床中混入陽樹脂。

三、陰離子交換器混入陽樹后如何分離

根據固定床和浮動床結構及其運行工藝的不同特點分別采取了不同的處理辦法。

1對于固定陰床的處理

在固定陰床運行時，正常的酸性水進入陰床時，混入其中的陽樹脂造成了陰床出水中Na+含量遠遠大于入口Na+含量，對陰床除硅效果造成影響。因為固定陰床陽樹脂已混人陰樹脂內，根據陰陽樹密度不同，其在食鹽水（濃度為24%-26%，相對密度為1，16-1.20）中浮、沉性能的不同而分層的特性，對其進行分層處理：將被污染的陰樹脂靜態浸泡于濃度約25%食鹽水中12h，將下層樹脂報廢，上層樹脂重新利用，不足部分由新樹脂補充，如采取床外處理勞動量大，操作較麻煩而且需要充足的空間。由于不具備床外處理的客觀條件，只能采取床內處理，該法的缺點是需要報廢小部分陰樹脂，其具體的處理措施如下：

（1）單臺解列固定床（1#、2#或3#），以免影響生產。

（2）由中排管排水，將水排凈后打開中間人孔門。

（3）根據陰離子交換器上人孔下緣以下的有效體積和所需食鹽水濃度（約25%），加工業鹽NaCI固體3.5t，平鋪于中排管上方的樹脂壓脂層，均勻攤平。

（4）由反洗進水緩慢上水，保證上水的均布，將水上至中排管上方窺視孔以上，上人孔下邊緣為止。然后從底部以小風量進風攪拌3h后，靜態浸泡12h。

（5）由正洗排水口排空浸泡水。

（6）打開下人孔，將下人孔以上樹脂全部卸出重新利用，下人孔下緣以下樹脂全部報廢。

（7）石英砂層中的樹脂以不小于100t/h的水流量徹底進行反洗清理；然后將石英砂表面平整后重新裝人樹脂，不足部分由新的樹脂補充。

（8）因用食鹽水浸泡時，加入的工業鹽不純，含有Fe、Al等雜質，可用HCl浸泡去除雜質。

（9）排酸后進行徹底反洗

（10）再生合格后備用。

3對于陰浮床的處理

陰浮床進水中混入的陽樹脂在進入陰浮床時，首先被陰浮床底部的石英砂層截留，短時間內不可能混人陰樹脂內，但已造成投運前，正洗難以合格，電導率居高不下，正洗2-3h以后，才能勉強合格。

因陽樹脂僅進入底部石英砂層，再生前以不小于100t/h的水流量進行下流沖洗，直至排水管中不再出現陽樹脂為止。

采用以上方法分別對陰固床和陰浮床進行徹底處理后，其陰床出水電導為4.9us/cm、Na+<100ug/L，基本恢復到正常運行狀況，保證了出水水質，已完全能夠滿足中壓鍋爐生產需要。

4如何預防陽樹脂混入陰床

樹脂的運輸、貯存過程中，切記分類堆放，嚴禁將不同型號樹脂堆放在一起；在加裝樹脂時，一定要認真檢查包裝樹脂型號，以防不同類樹脂裝入同一床體。

加強運行人員反洗操作的監護，反洗時應將反洗水門從小到大緩慢開啟，以防反洗開始流量過大造成石英砂亂層床體內部零部件損壞。

要定期檢查陽床中布水裝置、中排裝置（或布酸裝置），發現問題及時檢修、加固或更換，以防這些裝置斷裂、脫落掉人樹脂層中，繼而逐步進人石英砂層，造成石英砂亂層，樹脂流失。（陽床的開床檢查周期一般為6-12個月，也可根據實際情況確定）在陽離子交換器出口盡可能加裝樹脂捕捉器，并及時檢查清理。加強運行檢查，發現陽床出水水樣中有樹脂顆粒，應立即停止該交換器運行，并組織檢修處理。加強對中間水箱的定期檢查，發現中間水箱內有樹脂，應立即停產清理，并檢查落實哪臺陽床跑樹脂，視情況進行檢修處理。

參考文獻：

[1]印勝偉.陰床混入陽樹脂對其出水水質的影響及處理方法[J]. 中國設備工程，2008（11）：33-34.

[2]張妍青.除鹽水系統陽樹脂混入陰床的處理方法[J].工業用水與廢水，2002，33（3）：19-20.