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知识科普

离子交换树脂被铁污染处理方法

更新时间:2019-07-26    发布者:蓝膜树脂
罗门哈斯离子交换树脂运行过程中除了树脂会饱和失效以外,还有铁“中毒”这么一说,其实主要是因为树脂使用过程中被铁污染导致的。今天就和大家介绍一下如何判断并处理树脂被铁污染问题。
 
罗门哈斯交换树脂为什么会被铁污染?主要是哪些原因导致的?
  • 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。
 
阳树脂的铁污染主要有两种情况,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。
阳树脂的铁“中毒”一般只发生在以食盐为再生剂的离子交换过程中,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,沉积在罗门哈斯离子交换树脂内部,堵塞了交换孔道。
 
如何鉴别离子交换树脂是否被铁污染?
  • 外观颜色鉴别
发生铁污染的树脂从外观上看,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。
  • 试验鉴别
肉眼判断的方式相对来说准确度较低,但是通过试验鉴别的话,可靠性更高。我们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。
首先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),可以判断树脂铁污染的程度。
 
离子交换树脂被铁污染怎么办?
一、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,这种法简单易行,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。
二、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Fe2O3•XH2O,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,这种方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。
三、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SO32-把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。
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,复苏效果较好,是一种较理想的处理方法。
 
如何预防离子交换树脂被铁元素污染?
一、含铁地下水必须进行必要的除铁处理后,方可进入离子交换树脂交换器,常用的除铁方法有:曝气除铁法、锰砂过滤除铁法等;
二、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。
三、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。
四、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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