王贇，夏莲君
（河南省中原大化集团公司，濮阳 450000） 摘要：强碱阴树脂易受水中有机物的污染，使树脂提前失效。采用出水水质曲线判断法和污染指数判断法可确定树脂是否被污染，从而有效地保证了离子交换水的质量。
关键词：阴树脂；水处理；离子交换
中图分类号：TU991.26
文献标识码：B
文章编号：1009-2455(2000)04-0010-02
前言 强碱阴树脂作为水处理系统普遍采用的一种离子交换剂，在使用过程中易受有机物污染，出现工交下降，酸、碱消耗增加，寿命缩短，更换补充频繁，年补充率比其它种类树脂高出20%～40%[1]。近来，河南省中原大化集团供水厂复床树脂在使用过程中明显表现出水体污染对阴树脂的影响，如出水平均硅含量增大，由前几年的复床出水硅平均5 μg/L上升到14.5μg/L，树脂周期制水批量下降。1989年开车至今强碱阴树脂已更换过三次，年补充率为35%，造成这一问题的主要原因就是强碱性阴树脂易被有机物污染。 1 污染表现及机理 强碱性阴树脂受有机物污染后颜色变深，黄色或乳白色变为深棕色或黑色，出水水质恶化，常表现为电导率升高，漏硅量增大，pH值降低，周期制水批量明显减少，再生正洗水量增大，循环时间过长。
1.1 凝胶型强碱阴树脂的污染特性
凝胶型强碱性阴树脂易受腐植酸或富维酸污染[2]，是由于其高分子骨架属于苯乙烯系，是憎水性的，而腐植酸或富维酸也是憎水性的，二者之间的凡德华而斯力很强，难以解吸。而且腐植酸或富维酸的分子很大，移动缓慢，一旦进入树脂中，易被卡在里面，随着时间的延长，被卡在树脂中的有机物越来越多，这些有机物一方面占据了阴树脂的交换位置，另一方面，有机物分子上的弱酸基团——COOH又起了阳离子交换树脂的作用；即在用碱再生阴树脂时，能打破离子间的吸引力，但不能打破凡德华而斯力，并发生下列交换反应：
R′COOH + NaOH→ R′COONa+H2O
在正洗及制水过程中，又发生下面的水解反应：
R′COONa+H2O→ R′COOH + NaOH
1.2 丙烯酸阴树脂的特点
丙烯酸系强碱性阴树脂不含苯环，其高分子骨架是亲水性的，这样它和有机物之间的凡德华而斯力很弱，进入树脂中的有机物在用碱再生时能较顺利地被解吸出来。它能更有效地克服有机物被树脂吸着的不可逆倾向，提高了有机物在树脂中的扩散性，具有良好的抗有机物污染能力。
阴树脂吸附及洗出有机物程度表，表1所示： 表1 几类阴树脂吸附及洗出有机物程度| 活性基团 | 树脂骨架 | 吸附有机物程度 | 洗出有机物程度 | | 弱碱 | 40%～70% | 90%～100% | | 强碱 | 丙烯酸系 | 50%～90% | 90%～100% | | 强碱 | 苯乙烯系 | 20%～90% | Ⅰ 30%～70% | | Ⅱ 60%～95% | 2 有机物对阴树脂污染判断 通过我厂近几年来的运行管理，大修对阴树脂试验分析，参考国内外有关资料，总结出以下两种判断方法，为大修制定树脂工艺处理方案提供了依据。
2.1 出水水质曲线判断法
强碱凝胶型阴树脂一旦受到有机物污染，利用氢氧化钠再生时，氢氧化钠将被解吸到树脂内，造成再生后正洗时间过长，钠离子泄漏量增加，从出水水质监测曲线来看，电导率高于正常值，pH值降低，泄硅量增大，由此我们可以根据出水水质分析监测曲线(见图1)判断出强碱性凝胶型树脂是否被污染。 
2.2 污染指数判断法
用进入阴床水的污染指数来衡量强碱性阴树脂受污染的程度。所谓污染指数(N)是指水中有机物的含量(用mg/LCaCO3来表示)和总阴离子量(用mg/LCaCO3来表示)之比；此值越大对树脂的污染就越严重，必要时对受有机物污染的树脂进行复苏处理。
污染指数M=水中有机物量(mg/LCaCO3)/水中总阴离子量(mg/LCaCO3)
N≥5污染严重；
≤N≤5中等污染；
N≤1树脂不易受污染。 3 受有机物污染树脂的处理 针对强碱性阴树脂易受有机物污染的特点，每年大修时，详细制定出处理方案。处理后效果明显，复床制水批量提高，泄硅量下降，再生酸、碱消耗降低，为生产安全、稳定、高负荷、长周期运行提供了保证。具体方法如下：
3.1 先采用1.5倍树脂体积的10%盐酸通过床层30min，通入氮气45 ～60min搅拌，再用3倍树脂体积的纯水清洗，最好洗至ｐH＝7～8。
3.2 经3.1处理后，用3倍树脂体积的10%食盐水，加2%氢氧化钠溶液通过树脂床层，停留时间1h。再通入氮气45～60min，进行搅拌，浸泡12min以后，再用3倍树脂体积的纯水清洗，最后洗至pH＝7～8。
3.3 用正常再生用量的2倍的氢氧化钠溶液进行彻底再生。 4 有机物污染的防止 近年来，随着黄河水径流量逐年下降，有机物污染越来越重，原水有机物含量原设计时1.21mg/L，1998年3月份测得为4.26mg/L，致使阴床出水硅含量偏高，由原来3mg/L左右升至10mg/L左右，树脂周期制水量明显下降，下降率达21.2%。1998年大修时，通过采取一些有效措施，取得了很好效果。
4.1 树脂的选型
阴床上室强碱性树脂采用丙烯酸系大孔强碱性阴树脂(D201)代替了苯乙烯系凝胶型强碱性阴树脂。
4.2 加强水的予处理
对水处理系统进行改造。首先在424a/b生产水池内加氯，杀菌灭藻，对有机物进行控制，然后在一级复床除盐系统前增设3台活性炭吸附装置，吸附余氯、悬浮物、机械杂质、有机生物污泥。防止有机物、余氯进入除盐系统，污染阴树脂。
4.3 管理措施
严格控制工艺指标，发现有机物含量高于4mg/L时，用地下水进行调节。对阴树脂被有机物污染情况进行监测。一旦发现树脂批量下降，出水硅含量增大，N≥2时进行体外擦洗复苏。 参考文献:
[1]化工部化肥司脱盐水、炉水调查组.大化肥厂脱盐水、炉水管理工作调查报告[J].大氮肥,1983,(4):1～35.
[2]李培元,钱达中,王蒙聚.锅炉水处理[M],湖北:科学技术出版社.
作者简介:
王贇(1967-),男,工程师,电话(0393)4414731-6410 | 
