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1、阴阳离子技术资料结了阳离子的交换对树脂在产生中遇到的各种污染情况，分析了引起树脂污染的各种原因，介绍了判断各种污染的方法，在此基础上总结了国内外有关的复苏树脂的各种方法，为水处理中树脂的复苏提供了借鉴。关键词：离子交换 树脂污染 树脂复苏阳离子交换树脂在水处理系统中主要用来除去天然水中的阳离子。由于阳离子交换树脂在处理系统中的位置相对靠前，它所受到的污染有别于阴离子交换树脂，受到污染的阳离子交换树脂通常会发生周期制水量减少，工作交换容量下降，出水水质恶化等现象，而且会对后续的阴离子交换树脂的制水过程产生不利的影响。对被污染的树脂进行及时的诊断和有效的复苏对水处理系统的经济运行具有很重要的意义。
2、 1污染机理简介树脂为多孔网状立体结构，多孔网眼是离子在树脂内部扩散进出的通道，通道内壁具有众多的功能基团，是离子交换反应的活性点，一旦此活性点被覆盖，离子交换过程就无法进行。在离子交换过程中，交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质，容易被交换或吸附到树脂，而在再生时却难以洗脱下来，从而阻碍了离交换反应的讲行或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物，并沉积在树脂内部，阻塞了离子交换的通道。2 阳离子交换树脂的不同污染形式及解决方法2.1混凝剂过量引起的污染为了解决水中悬浮物的问题，预处理中通常要投加混凝剂，一旦混凝剂投加的量不合适就会对后面的阳离子交换树脂产生污染。据报道1，在使用ep
3、iDMA(二甲胺环氧卤丙烷)和polyDADMAC(二烯丙基二甲胺氯的均聚物)作为混凝剂时，若出水中含有1 mgL的上述混凝剂时就会导致阳离子交换树脂的严重污染，而且发现具有线性结构的混凝剂更容易污染树脂，并能够进入树脂颗粒内部。当树脂发生上述污染时，如果污染程度不是很严重可以采用如加大反洗流速、延长反洗时间或通人压缩空气等手段予以复苏。如果污染程度较严重时，可以采用加入表面活性剂和分散剂的方法。其中表面活性剂可以增加树脂表面的亲水蛀；而分散剂则可以保证从树脂上脱离下来的颗粒可以被分散到水溶液中去。据报道，罗门哈斯公司的非离子表面活性剂TritonCF-54和分散剂Orotan 7312对解决
4、这一问题有较好的效果。Nalco公司3采用了在受到污染的树脂层反洗过程中加入由表面活性剂和分散剂等药剂复配的复苏剂对树脂进行复苏也取得了良好的效果。若阳离子型聚电解质污染了阳离子交换树脂也可以采用4%的氢氧化钠溶液处理以溶解聚电解质达到复苏树脂的目的。2.2铁离子的污染阳离子交换树脂易受到铁离子的污染，尤其是在以井水作为水源的水处理系统中更为严重。铁离子对树脂的污染有三种不同的情况。如果铁离子以胶态悬浮体出现的话，它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。铁以二价铁离子的形式交换到树脂上，随后拿被氧化成三价铁离子，从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物4。可能交换到树脂上的二价铁离子
5、在树脂的交换基团上直接转化为三价铁离子，但在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。如果发生了第一种情况，可以采用反洗的方法将树脂层中累积的胶态悬浮体除去。如果在整个树脂层中发生了铁离子的累积，那么可以采用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠处理树脂，这样就可以将三价铁离子还原成更易溶解的二价铁离子，而后者对树脂的亲合力要小于前者。通过灼烧树脂5或分析湿树脂的铁含量可判树脂受铁和其它离子污染的程度。具体见表1、表2。表1 树脂灼烧灰分中元素的质量比与树脂污染程度的关系组分不同污染等级时各元素占树脂的质量比/%很低低中等严重很严重极严重钙7镁2.0铝1.5铁1.5钡1.5全部灰的质量13.5还可采用下面的方法判
6、断树脂是否受到铁离子的污染：表2 铁污染程度划分铁离子质量比/%污染程度7.5极严重注：表中铁离子质量比指每克树脂中铁离子的质量（毫克）。以湿树脂为分析基准。将受到污染的树脂用除盐水清洗干净，在10%的食盐溶液中浸泡30min，倒去盐水，再用除盐水清洗干净，从中取出约十分之一的树脂样品防入试管中，随后加入2倍树脂体积的6molL的盐酸溶液，密闭振荡15min后，取出酸液注入另一支洗净的试管中，加入一滴饱和的硫氰化胺，从生成的普鲁士蓝颜色深浅(由浅蓝色至不透明的棕黑色)，可以判断树脂受到铁污染的严重程度。有一点值得注意的是水中的铁离子会和有机物或硅形成复杂的络合物，而且这种络合物是带负电荷的，它
7、可以通过阳离子交换树脂而污染后面的阴树脂。2.3有机物的污染与复苏苏联的学者曾经对有机物污染阳离子交换树脂进行了研究。研究认为，水中的溶解性有机物主要是依靠范德华力吸附在阳离子交换树脂上。此时所吸附的基本上是酸性基团的有机物，而这些有机物在水中的溶解性有机物中占主要成分。目前，对于一级除盐系统中的阳离子交换树脂受到有机物污染的研究报道还不多，但是在凝结水处理系统中已经有关于阳离子交换树脂受到有机物污染的报道，Harries6曾经对凝结水处理系统混床中的阳离子交换树脂受到有机物污染的情况进行了研究，发现阳离子交换树脂交换能力的下降与阴离子交换树脂在运行中所释放出来的低分子量聚合物有关，正是这些低
8、分子量的聚合物污染了阳离子交换树脂，并测量了混床中不同形态的阴离子交换树脂对于阳离子交换树脂传质系数的影响，具体情况见表3。为了证明是否是由阴树脂中残留的含氮的低相对分子质量的聚合物污染了阳树脂，Harries等人曾经使用了X射线光电子能谱7-8对新、旧树脂进行了分析测试。结果表明这些低分子聚合物确实污染了阳树脂。对于被有机物污染的树脂可以使用氧化型药剂如H2O2和Na2O2等将树脂上吸附的有机物分解成易溶于水的物质而从树脂上剥离下来。表3 混床再生后阴树脂对阳树脂交换能力的影响阳树脂阴树脂（起始形态）阳树脂传质系数/(10-4ms-1)钠型阳树脂胺型阳树脂单个阳床1.82.1混床(1：1)大
9、孔型树脂(Cl-)1.61.9混床(1：1)大孔型树脂(OH-)1.51.8混床(1：1)凝胶型树脂(Cl-)0.11.2注：混床(1：1) 表示混床中阴阳树脂的体积比为1：1。判断树脂受到有机物污染的程度可以采用如下的方法：在试管中加人受到污染的树脂，树脂的体积约为试管体积的三分之一，然后在试管中加入约五分之四试管体积的10%的食盐水，振荡试管5min，将盐水倾去，重复这一过程3至4次，在将最后一次的盐水倾去后，再加入约五分之四试管体积的10的食盐水，保持树脂和此食盐水接触5-10min，期间要不断地振荡试管。通过观察食盐水颜色的深浅来判断树脂受到有机物污染的程度，具体参见表4。表4 树脂受
10、有机物污染的判断浸泡后食盐水的颜色树脂被污染程度无色没有污染淡黄色轻度污染琥珀色中度污染棕色严重污染深棕色或黑色极严重污染2.4油脂类物质的污染由于阳离子交换树脂在水处理系统的位置而使其容易受到油类的污染。油类可由离子交换器的进水带人也可由顶压空气或泵的密封泄漏处带人。油类在树脂表面会形成一层膜，严重阻碍树脂的交换能力。受到油类物质污染的树脂颜色变为棕色，严重时会变成黑色，而且这些污染物会造成树脂抱团的现象，破坏正常的水流情况，造成“沟流”现象，使树脂提前失效。油污染物附着到树脂上会增加树脂的浮力，在反洗时容易造成树脂的流失。采用基于非离子表面潜性荆的碱牲清洗剂是解决这一问题的有效手段。阳离手
11、交换树脂可以采用将阳床从系统中解列后再进行复苏的办法，也可以采用在反洗水中加入清洗剂的方法复办。需要注意的是如果阳离子交换树脂是以氢型运行时，复苏前必须要通过氯化钠溶液使之失效，这样可以避免在复苏过程中从氢型树脂中交换下来的酸溶液对碱性清洗剂的副作用。判断阳树脂受到油类污染的方法是：将少量树脂放人试管内，加入除盐水，振荡1 min，如果在水面上出现了类似“彩虹”颜色的油膜就可以判断树脂受到了油类物质的污染。3 结论阳离子交换树脂在使用中会受到各种污染，及时对污染情况进行分析，找出污染的原因并有效地复苏树脂是保证树脂安全经济运行的有力措施。但是，树脂污染后进行复苏只是一种补救措施，生产中应该重视
12、水的预处理工作，及时消除隐患，才能够有力地保证后续水处理系统的安全运行。离子交换原理及简述阅读：2011发布时间：2010-11-25一、概念离子交换技术是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。二、原理离子交换技术是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交
13、换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树
14、脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。三、树脂人工合成的离子交换树脂是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且交换容量和稳定性要高。离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。由实验得知，常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高
15、极化度的离子如Ag+、Tl+等也有高的交换势。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。温度增高，浓度增大，交换反应速率也增快。离子交换树脂可以再生。将交换耗竭的离子交换树脂和适当的酸、碱或盐溶液发生交换，使树脂转化为所需要的型式，叫做再生。这类酸、碱或盐就叫再生剂。四、设备离子交换过程常在离子交换器中进行。离子交换器类似压力滤池，外壳为一钢罐；离子交换通常采用过滤方式，滤床由交换剂构成，底部为附有滤头的管系。五、应用离子交换分离广泛用于：水的软化、高纯水的制备、环境废水的净化。溶液和物质的纯化，如铀的提取和纯化。金属离子的分离、痕量离子的富集及干扰离子的除去。抗菌素的提取和纯
16、化等。混床出水电阻率1M时混床需要再生。本混合床的阴阳树脂再生操作规程采用“二步再生法” 即先对阴离子（上部）进碱再生；再对阳离子树脂（下部）进盐酸再生。# S( r1 _8 JA# |0 D7 N一、阴阳树脂分层( m0 5 |. o3 t# q; N- ?( P反冲洗：开启下进阀、上排阀、启动中间水泵，用RO出水大流量（约3000L/h）冲洗20分钟后，小流量（约600L/h）的冲洗约15分钟使树脂松动分层。& g4 ?6 n ( X8 O7 a# Y& w树脂分层的好坏，还与树脂的失效程度有关，树脂失效程度越大，分层越容易。若阴阳树脂因互相粘结抱团无法分层时：缓慢打开小量洁净压缩空气，再
17、调节排空阀门，使压缩空气从混床由下进上排出，从上下窥视镜观察树脂松动以利分层，视其情况可以延长操作时间和次数，再按照上述反冲洗方法处理阴阳树脂的分层。阴阳树脂的分层是再生操作中非常关键和重要的步骤之一。二、排除柱内积水V5 d% q4 S. r k! q& z排水静置沉降：关闭中间水泵及进水阀，打开中排阀、下排阀，排尽树脂柱内积水（以免再生液被稀释），水流尽后静置5分钟。+ S; x3 H) H3 u2 J& c三、配制酸碱液注意事项+ a6 x5 S# o s. S* K; m% n3 o, 3 B& 配制酸碱液时务必小心操作，戴上护目镜、橡胶手套和口罩等，保持室内通风；若溅到皮肤上用大量的
18、水冲洗或及时就医。四、阴树脂进碱1、用纯化水把pH =14的碱液配制好；2、调节好碱液桶上的出液阀门，打开进碱阀（上进），启动碱液泵，打开排空阀排除其空气，待碱液进入后，完全浸泡阴树脂层时，关闭排空阀，开启中排阀并控制中排的开启程度,碱液流量为300-500l/h（进碱约45分钟）；3、碱液进完之后，及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进碱管线20分钟，再关闭碱液泵、进碱阀；4、再打开上进水阀、启动中间水泵，用RO水进行冲洗至中排阀排出，直至pH =10为止。再打开下排水阀，关闭中排水阀，直至出水pH =9-8。n8 W% v6 ?0 c( z, G五、阳树脂进酸1、用纯化水把pH =1的酸液配制好；
19、2、调好酸桶上的出液阀门，打开进酸阀（下进），启动酸液泵，打开排空阀排除其空气，待酸液进入后（流量约为250-300l/h）完全浸泡阳树脂层时（中排窥视镜观察），关闭排空阀，同时开启中排阀并控制其开启程度；3、中排出液pH =1时可适当加大进酸流量，以使阳树脂不发生挠动为佳（进酸约需40分钟）；4、酸液进完之后，及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进酸管线20分钟，关闭酸液泵 、进酸阀；5、再打开上进阀、下进阀，启动中间水泵用RO水进行冲洗，测试中排阀的出水pH =7-8时，关闭上进、下进阀，由中排把水排尽。六、阴阳树脂混合1、树脂清洗合格后，打开下进、上排阀，启动中间水泵（反冲洗使树脂层松动），将柱
20、内积水排至树脂层面上100-150mm处时，关中间水泵和进水阀；2、打开小量排空阀，开启并控制进气阀门的进气量（进气压力为0.1-0.15Mpa），观察上下窥视镜内树脂有节律的上下沸腾混合，使上下树脂颜色深浅混合一致。进气时间一般为10-15分钟；3、混合结束后，关闭进气阀、排空阀，再迅速开启上进阀、中间水泵、下排阀（使树脂迅速沉降，防止树脂在沉降过程中重新分层）。同时也要防止树脂露出水面，否则树脂间会产生气泡，从而影响混床的出水水质（若混合效果不佳时，可以重复混合操作）。七、混床的冲洗混合完毕后，用RO出水进行正洗。正洗流量一般为2000L/h，冲洗约30分钟，以排出水符合纯化水水质指标为终
21、点。+ x8 w. V6 _9 R3 J6 Z3 f& x! 八、再生过程中可能出现的问题及对策1、树脂混合后如果树脂间有气泡，可将柱内积水由下排阀排掉，打开排气阀，然后以很低的流速(使树脂层不动)以反洗的方式从柱体下部进水，当液面淹没全部树脂时，立即停止进水，以免树脂浮起分层。然后改用正洗方式再进行冲洗即可。2、影响树脂再生程度的因素，主要有再生剂的用量、浓度、纯度、再生时间、再生剂的流速、再生时的温度等，在实际操作中应予注意。混床允许工作压力0.2MPa.因为水中的阴离子一般为-1价，阳离子为+2价，差不多是一个阳离子需要两个阴离子来搭配，所以一般为2:1，一般1.6-1.8可能会不错。主
22、要根据水质的情况来设计比例的。再生的时候当然也是按照您搭配的阴阳树脂的比例来再生，使他们都充分再生则为最好混床是指水依次通过装有氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴子交换树脂的阴床的系统。氢型阳交换床用于除去水中的阳离子；氢氧型阴交换床用于除去水中的阴离子。通过复床可将水中的种矿物盐基本除去。为了获取较好的除盐效果，阳床内装载强酸阳离子交换树脂，阴床一般内装载强碱阴离子交换树脂。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。混床再生再生前的准备 ：1、检查失效混床各阀门关紧。2、再生水箱高水位，混床酸、碱计量箱液位高。3、一级除盐系统运行正常，压缩空气充足，并与值长联系准备用气。4、压力表、
23、流量表、温度表等投入正常运行。编辑本段再生操作1、反洗分层开混床总进水阀，反洗排水阀，反洗进水阀，使树脂到上窥视孔中心线，流量以不跑树脂为准，洗至出水透明，阴阳树脂可明显分层时，缓慢关反洗进水阀、反洗排水阀，使树脂完全沉降，阴阳树脂分层。当反洗分层不明显时应停止反洗，通过碱喷射器进少量碱，当用酚酿指示剂滴入排水样中有微红即可停止进碱。继续反洗至能明显分层。2、放水项压开启混床空气门，上排阀进行放水，至上排阀出水放尽（约树脂层上10cm左右）关空气门、上排阀。开启进酸阀、中排阀，启动再生水泵，开启泵出口阀，酸混喷射器进水阀，调整流量为10t/h，进行顶压。编辑本段混床阴树脂再生开启进碱门，开启碱
24、混喷射器进水门，调整流量到10t/h，开混床碱计量箱出碱门，喷射器吸碱门，调整吸碱门升度使碱液浓度为 2.02. 5%。迸 30 10-2质量分数的工业碱 450Kg后，关闭吸碱门，碱计量箱出口阀。冲洗继续用混床碱喷射器通水20min左右，当中排出水碱度小于0.5mmol/L时，方可进酸进行阳树脂再生。编辑本段混床阳树脂再生开启酸混计量箱出酸门，喷射器吸酸门，调整酸液浓度在2030%，流量为1012t/h进 30 10-2质量分数的工业盐酸 400Kg左右，关闭酸计量箱出酸门及吸酸门。冲洗继续用酸喷射器通水20min左右，当中排出水酸度小于05mmol/L 小时，进行整体串洗。编辑本段混床树脂
25、混合开空气门，开上排阀，至上排阀出水将尽（树脂层上10cm左右），关上排阀，开启工艺用气阀及混床进气减压阀（压力在0406MPa）进气约5分钟，若树脂混合仍不充分，则再进气2分钟，甚至重复几次。关工艺用气阀及进气减压阀。i混合后大正洗开混床进水阀，开空气阀，等空气管溢流后关空气阀，开正洗排水阀，开始大正洗至出水含sio220微克/L，导电 度02us/cm时，大正洗结束关正洗排水阀，进水阀作备用或投入运行。编辑本段离子交换离子交换是一种特殊的固体吸附过程，它是由离子交换剂的电解质溶液中进行的。按照所交换离子的种类，离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。离子交换混床为深度脱盐设备，用
26、于制造高纯水，产水电阻率为10-18M?CM(25C),二氧化硅含量（SIO2）0.02mg/L, 混床分为单、双床、抛光床、双床可一用一备；可串联使用，以提高产水水质， 有效利用树脂的交换容量；当生产用水量大时，可并联使用，运行相当灵活、方便。出水电导率由高精度电阻率仪监控。离子交换过程：阳树脂反应 R-H+ + Na+ R-Na+ + H+阴树脂反应 R-OH- + Cl- R-Cl- + OH-树脂再生过程：阳树脂反应 R-Na+ + H+ R-H+ + Na+阴树脂反应 R-Cl- + OH- R-OH- + Cl-离子交换器中的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，
27、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。阳树脂的铁中毒一般只发生在以食盐为再生剂的软化水过程中，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
28、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。离子交换树脂基础介绍离子交换树脂的全名称由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。离子交换树脂还可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首
29、先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类 (或再分出中强酸和中强碱性类)。离子交换树脂的命名方式：离子交换产品的型号以三位阿拉伯数字组成，第一位数字代表产品的分类，第二位数字代表骨架的差异，第三位数字为顺序号用以区别基因、交联剂等的差异。离子交换树脂的基本类型(1) 强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相
30、交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。(2) 弱酸性阳离子树脂 这类树脂含弱酸性基团，如羧基COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(
31、如pH514)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。(3) 强碱性阴离子树脂这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。(4) 弱碱性阴离子树脂这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种
32、树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH19)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。(5) 离子树脂的转型以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl而吸附交换其他阴离子，它
33、的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的pH范围宽广等。离子交换树脂铁中毒预防措施离子交换树脂铁中毒预防措施离子交换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”。离子交换树脂具有化学稳定性好，机械强度高， 交换能力大等优点，因而在电站锅炉、工业锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中，得到了广泛应用。但树脂在使用过程中，由于受到有害杂质(如铁化物、有
34、机物等)的污染，就会发生树脂“中毒”事故。如果不及时采取合理措施使其复苏，就有可能造成树脂失效，甚至报废。树脂“中毒”以铁“中毒”现象最为常见。下面，笔者结合多年的生产实践，谈谈对这种树脂铁“中毒”事故的处理方法及预防措施。1 污染原因分析造成树脂铁“中毒”的原因主要有4方面：水源是含铁量高的地下水或被铁污染的地表水;进水管道或交换器内部被腐蚀产生了铁化物;再生剂中含有铁杂质;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软化水过程中，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
35、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”。2 污染鉴别方法3 盐酸-食盐-亚硫酸钠复苏法机理：将4%的盐酸
36、、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Fe2O3XH2O的溶解，反应式为：SO32-+2Fe3+H2OSO42-+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。实践证明，用这种方法处理铁“中毒”树脂，复苏剂耗量少，耗时短，且复苏剂中盐酸浓度低，对交换器腐蚀性较小
37、，复苏效果较好，是一种较理想的处理方法。4 预防措施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、锰砂过滤除铁法等。直接以深井水或自来水为水源时，应在阳床进水泵前设置过滤器性产纯净水时，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。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。再生剂质量要符合有关标准要求，不能含有铁杂质。你说的是不是混床1）运行水自上而下通过混合树脂，水中的阳阴离子同时被置换去除。运行时监测；A进
38、水压力；B出水电导率。进水压力由压力表监测，运行时随时注意压力表的变化，防止因压力过高而损坏设备出水电导率用电导仪监测，对水质要求较高的设备，电导仪应尽量用工业电导仪（例如CM230）在管道系统中直接测量，防止取样过程中因外部污染而影响测量准确性运行时应随时监看电导仪，临近运行周期终点更应注意监看，一旦水质超标，即应停止运行，转入再生操作。水质指标根据工工艺要求确定。2）分层阳阴两种树脂需分别用盐酸和烧碱再生，故再生前要将混合的两种树脂彻底分离开来，树脂分层是混合离子交换器操作的最关键操作，它直接影响到树脂的再生效果和出水水质，应充分注意。分层方法是让水从交换器底部进入，水自下而上冲洗树脂层，
39、使树脂层松动膨胀。因阴阳两种树脂的比重不同，阳树脂较重，树脂层膨胀滚动时比重较大的阳树脂将不断沉积在交换器底部。比重较轻的阴树脂则浮在阳树脂层上面，这样分层结束时，两种树脂将出现明显的界面（可从视镜中观察到）。操作时应缓慢加大反洗水量，使树脂充分膨胀，并保持10分钟左右，再缓慢减小水量，如果一次操未能取得明显的公层效果，可反复进行几次，直至树脂分层出现较明显界面。如果树脂未完全失效树脂出现抱团现象，也可先向交换柱内吸入碱溶液，强制树脂失效，再进行分层操作，可以取得良好的效果。3）阴树脂再生阴树脂再生液（4-6%NaOH）自上而下通过树脂层，使饱和的树脂再生为新生树脂，再生废液从中排排出，NaO
40、H用量按一般经验为80100克/升树脂（100%NaOH）。进碱液时控制流速不要太快，一般应从25-40分钟左右用完所需的再生剂为宜，再生时还应控制再生废液排放的速度不要太快，一般应维持再生液液面略高于阴树脂为好。避免部份树脂始终未被再生液浸泡。进碱前应先将柱内积水排至树脂层面以上50-100毫米处，避免不必要的再稀释。4）清洗阴树脂阴树脂再生完毕，自上而下用清水冲洗树脂，把残留的再生剂清洗干净。清洗一次一般需进行45分钟之后开始测量清洗排水的碱度直到碱度值不再下降，基本保持恒定时，即可停止清洗，进行下一操作。一般控制进水PH值在8-9左右。5）再生阳树脂盐酸再生液（4-6%）由下部向上流过阳
41、树脂层，并经中间排水口排出。盐酸用量按一般经验为60-80克/升树脂（HCL），进再生液时同样要控制流速不要过快，一般以25-40分钟左右用完所需再生剂为宜。再生废液应排放及时，决不能使液位上升到阴树脂层范围内，否则会使阴树脂污染。为减少这种可能性，在进行阳树脂再生过程中，阴树脂清洗水可以同时打开，以利用上部的清水压住下部酸液进入阳树脂层内。6）清洗阳树脂进完再生液后，继续自上而下用清水冲洗树脂，将残留的再生剂清洗干净。清洗约30分钟之后，测量排水阀出水的酸度，直到酸度值不再下降，基本保持恒定时，即可认为清洗完成，一般控制进水PH值在5-5.5左右。7）混合再生好的两种树脂要重新混合均匀经后才
42、能使用。混合的方法是开启进水阀，把塔内水位放至比树脂（阴树脂）要高出20-30厘米处，后打开顶部排气阀使压缩空气自下而上搅动树脂层，树脂即会混合均匀。一般压缩空气时间为4-6分钟，即可取得满意的混合效果，压缩空气压力应保持在0.1-0.15Mpa范围内，压力过低会影响混合效果，过高则影响设备及管道的安全。混合结束时，用尽快的速度排水，使树脂迅速下沉，防止树脂再移层，排水至水面与树脂平面齐即可。混合树脂前，必须先打开排气阀，才可以缓慢向设备加气进行混合，混合时要注意，设备 压力表的压力，发现异常要立刻停止，处理好后，才可以开始运行。8）正洗混合的树脂再进行正洗，进一步去除树脂层中残留的废掖正洗流
43、量可以接近运行流量，正洗时一般出水电导率会迅速下降，当出水电导率低于规定值时，即可停止正洗，重新投入运行正洗前应先打开排气阀排气，直到排气管排出的水不带有空气，再打开正洗排水阀，关闭排气阀混床再生步骤经过一级复床除盐处理过的水，虽然水质已较好，但通常还达不到非常纯的程度，其主要原因是位于系统首位的H离子交换器的出水中有强酸，离子交换的逆反应倾向比较显著，以致出水中仍残留少量Na+。当对水质要求更高时，尽管可采取增加级数的办法来提高水质，但增加了设备的台数和系统的复杂性。为解决这个问题，采混合床除盐是一种有效办法。所谓混合床就是将阴阳树脂按一定比例混合装在同一个交换器中，水通过混合床就能完成许多
44、级阴阳离子交换过程。对于不同类别树脂组成的混合床，出水水质是不同的。具体如下表：混床类别 强酸强碱型 强酸弱碱型 弱酸强碱型 弱酸弱碱型阳树脂 强酸性 强酸性 弱酸性 弱酸性阴树脂 弱碱性 弱碱性 强碱性 弱碱性出水电导率(s/cm) 0.1 1-10 1 100-1000出水SiO2(mg/L) 0.02-0.1 不变 0.02-0.15 不变对水质要求很高时，混床中树脂必须是强型的。弱酸弱碱型混床出水水质很差，一般不采用。混床按再生方式分为体内再生和体外再生，下文主要讲述体内再生的强酸强碱型混合床。一、 除盐原理混床离子交换除盐，就是把阴阳离子交换树脂放在同一交换器中，运行前，先把它们分别
45、再生成OH型和H型，然后混合均匀。所以混床可以看作由许许多多阴阳树脂交错排列而组成的多级式复床。在混床中，由于运行时阴阳树脂是相互混匀的，所以其阴阳离子交换反应几乎是同时进行的。或者说，水中阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。因此，经H离子交换所产生的H+和经OH离子交换所产生的OH都不会累积起来，而是马上互相中和生成H2O。这就使交换反应进行得非常彻底，出水水质很好。混床中树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗。再生清洗后，再将两种树脂混合均匀，又投入使用。二、 设备结构混合床离子交换器本体是个圆柱形压力容器，有内部装置和外部管路系统。容器内主要装置有：上部进水装置、下部配水装置、进碱装置、进酸装置及压缩空气装置，本体内再生混合床中部阴阳树脂交界处设有中间排液装置。三、 混合床中的树脂为了便于混床中阴阳树脂分离，两种树脂的湿真密度差应大于15%。为适应高流速运行需要，混床使用的树脂应机械强度高，颗粒大小均匀。确定混合床中阴阳树脂比例的原则是使两种树脂同进失效，以获得树脂交换容量的最大利用率。由于不同树脂的工作交换容量不同，进水水质条件和对出水水质要求的差异，所以应根据具体情况确定混床中阴阳树脂比例。一般来说，混床中阳树脂工作交换容量为阴树脂的2-3倍。因此如果单独采用混床除盐，则阴阳树脂的体积比为（2-3）：1。四、 运行操作由于混床是将阴阳树脂装在同
