离子交换树脂常见问题以及如何预防

日期：2019-08-10 09:59:09 来源：本站

当用于合适的应用时，离子交换树脂可用于许多工业水处理和分离需求。在这些情况下，该技术可以以相对低的成本和能量需求高效地进行。如果它们得到适当的维护，树脂床可以在需要更换之前使用数年，并且对于工艺流中的高选择性去除需求，离子交换树脂可以证明是理想的。
尽管在适当的分离过程中使用离子交换树脂有许多好处，但是可能出现具有挑战性的问题。在本文中，我们通常会讨论一些“离子交换树脂常见问题以及如何预防”的话题，确保您的设施能够保持领先一步并保持尽可能高效。

树脂污垢
当离子交换处理系统开始需要更多的冲洗，对温度和流速变化更敏感，或者以比预期更快的速度降低出水水质和运行能力时，可能应该归咎于污染树脂。
随着时间的推移，自然会失去一定比例的操作能力（根据树脂和应用的类型而变化很大），但如果怀疑有污垢，可能有几个原因。
一些最常见的树脂污垢包括：

悬浮固体如二氧化硅，铁和锰，这些可以是颗粒或胶体
油和油脂
细菌和藻类
有机物质

可预防树脂污垢的方法
一旦树脂被污染，清洁它们可能是困难和危险的，因为这些过程中使用的一些化学试剂和方法会使树脂降解，使其无法使用。通常，苛性碱用于从阴离子树脂中除去污垢，而酸或强还原剂用于从阳离子树脂中除去污垢。类似地，表面活性剂通常用于从污垢树脂中清除油，尽管必须小心选择不会污染树脂的表面活性剂，并且有时使用空气冲刷的侵蚀性反洗有助于。
尽管在高温下阴离子树脂上使用盐水挤压可能是有效的，但是有机污垢是非常常见的并且可能难以校正。有机污垢的预防策略包括预氯化和澄清，活性炭过滤，使用弱和强碱树脂的多步骤离子交换树脂以及使用特种离子交换树脂。
一般来说，避免树脂结垢的最佳方法是确保适当的预处理除了在离子交换系统的日常操作中使用适当的清洁，储存和再生措施之外，在它们成为问题之前去除污垢确保随着时间的推移没有问题的污垢积累。
这些程序根据所用树脂的类型以及给水的纯度等而有很大差异，因此请咨询水处理专业人士，以了解保持树脂适当维护的正确步骤。

树脂氧化
当氧化剂如氯，二氧化氯，氯胺和臭氧在某些条件下与阳离子和阴离子树脂接触时，它们会损坏树脂，导致容量损失和性能受到抑制。当存在于进料流中时，氧化剂降解离子交换树脂的聚合物，导致它们随时间而变形和压实。这种压实阻碍了液体通过树脂床的流动，这可能损害离子单元的整体有效性，并且由于树脂床中的沟流而导致不一致的流出物质量。
可预防树脂氧化的方法
虽然离子交换树脂的氧化损伤不能逆转，但可以通过各种预处理措施来防止。用于氧化降解的常见预防措施包括通过应用还原剂应用活性炭过滤，紫外线照射或化学预处理。
通常，树脂制造商将具有关于哪些树脂在某些环境中最佳工作的具体指导。有些树脂可以在一定程度上承受这些退化性化学品（即氯含量较高的交联阳离子树脂较高），但一般情况下，最好咨询水处理专业人士和树脂制造商，了解最高温度和氧化剂暴露在某些化学物质和树脂的组合中会导致潜在的有害副产物，如氨或氮气。

热树脂降解
极高或极低的温度会永久性地损害离子交换树脂的有效性。随着时间的推移，热降解会改变树脂的分子结构，使其不再能够与离子反应关键的离子官能团结合，从而导致操作性能下降和产品寿命缩短。
预防热树脂降解的方法
离子交换树脂容量与温度成反比关系。因此，重要的是要考虑推荐的操作温度和其他工艺条件，以尽量减少热降解。一般而言，阳离子交换树脂比阴离子树脂更耐热降解，尽管两者通常可以承受高温的短暂应用以用于偶尔的灭菌或其他目的。虽然长时间暴露在极端温度下通常意味着离子交换树脂的使用寿命较短，但在某些情况下，更频繁更换树脂的成本仍然不会超过温度控制所需的能源和设备成本。

树脂再生不充分
当再生剂溶液的使用不正确时，可能会导致降低的离子交换系统功能。有时，再生方法会产生不同的结果，即使它们是用相同的程序实施的。树脂再生是一个复杂的计算，其结果通常取决于整体树脂条件，再生过程水质，再生化学品浓度，流速，温度和接触时间，仅举几例。阳离子交换树脂和阴离子交换树脂都可以通过不适当的再生来缩放。例如，用过高浓度的硫酸再生会导致树脂上的硫酸钙结垢。对于一些阴离子交换树脂，二氧化硅会在不正确的苛性碱浓度下沉淀。
预防树脂再生不充分的方法
在所有可能的情况下，遵循树脂制造商的再生剂浓度指南，应用时间和流量控制可以帮助预防问题，是可取的。

树脂堵塞
当液体不均匀地通过树脂，形成导致树脂不均匀排出的通路，以及未处理溶液渗透到流出物流中时，发生通道堵塞。通道可能由不正确的流速，分配器机构的故障，不充分的反洗以及溶解的固体或受损的树脂珠粒堵塞引起。
预防树脂堵塞的方法
新树脂使用时，需要充分的清洗，部分树脂还有按照制造商的要求再生在清洗。树脂在使用一段时间，需要正确的充分反洗。

树脂损失或迁移
当树脂珠流出树脂柱或从一个容器流到另一个容器时，发生树脂损失。树脂损失的原因有很多，包括在暗渠筛选或其他树脂保留设备中过度反洗和机械故障。树脂珠粒由于暴露于高温，氯气和/或渗透压冲击而破碎也可能导致树脂损失，使树脂颗粒通过甚至完整的保持筛网。树脂损失和迁移降低了整个系统的容量和效率。例如，在去矿质系统中，阳离子树脂迁移到阴离子单元中会导致钠泄漏和过量的漂洗时间。
预防树脂损失或迁移的方法
正确按照树脂制造商推荐的操作水质，再生化学品浓度，流速，温度和接触时间，运行系统正反洗正确，重要的是在可再生的树脂中再生时一定要使用正确的再生剂。还有注意游离氯和其他强氧化剂可能会损坏树脂，建议通过活性炭过滤从溶液中除去。在不明确的情况下请教水处理专业人士。

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