王贇，夏蓮君
（河南省中原大化集團公司，濮陽  450000）

　　摘要：強堿陰樹脂易受水中有機物的污染，使樹脂提前失效。采用出水水質曲線判斷法和污染指數判斷法可確定樹脂是否被污染，從而有效地保證了離子交換水的質量。
　　關鍵詞：陰樹脂；水處理；離子交換
　　中圖分類號：TU991.26
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2000)04-0010-02

前言

　　強堿陰樹脂作為水處理系統普遍采用的一種離子交換劑，在使用過程中易受有機物污染，出現工交下降，酸、堿消耗增加，壽命縮短，更換補充頻繁，年補充率比其它種類樹脂高出20%～40%^[1]。近來，河南省中原大化集團供水廠復床樹脂在使用過程中明顯表現出水體污染對陰樹脂的影響，如出水平均硅含量增大，由前幾年的復床出水硅平均5 μg/L上升到14.5μg/L，樹脂周期制水批量下降。1989年開車至今強堿陰樹脂已更換過三次，年補充率為35%，造成這一問題的主要原因就是強堿性陰樹脂易被有機物污染。

1  污染表現及機理

　　強堿性陰樹脂受有機物污染后顏色變深，黃色或乳白色變為深棕色或黑色，出水水質惡化，常表現為電導率升高，漏硅量增大，pH值降低，周期制水批量明顯減少，再生正洗水量增大，循環時間過長。
1.1　凝膠型強堿陰樹脂的污染特性
　　凝膠型強堿性陰樹脂易受腐植酸或富維酸污染^[2]，是由于其高分子骨架屬于苯乙烯系，是憎水性的，而腐植酸或富維酸也是憎水性的，二者之間的凡德華而斯力很強，難以解吸。而且腐植酸或富維酸的分子很大，移動緩慢，一旦進入樹脂中，易被卡在里面，隨著時間的延長，被卡在樹脂中的有機物越來越多，這些有機物一方面占據了陰樹脂的交換位置，另一方面，有機物分子上的弱酸基團——COOH又起了陽離子交換樹脂的作用；即在用堿再生陰樹脂時，能打破離子間的吸引力，但不能打破凡德華而斯力，并發生下列交換反應：
　　R′COOH + NaOH→ R′COONa+H_2O
　　在正洗及制水過程中，又發生下面的水解反應：
　　R′COONa+H_2O→ R′COOH + NaOH
1.2  丙烯酸陰樹脂的特點
　　丙烯酸系強堿性陰樹脂不含苯環，其高分子骨架是親水性的，這樣它和有機物之間的凡德華而斯力很弱，進入樹脂中的有機物在用堿再生時能較順利地被解吸出來。它能更有效地克服有機物被樹脂吸著的不可逆傾向，提高了有機物在樹脂中的擴散性，具有良好的抗有機物污染能力。
　　陰樹脂吸附及洗出有機物程度表，表1所示：

2  有機物對陰樹脂污染判斷

　　通過我廠近幾年來的運行管理，大修對陰樹脂試驗分析，參考國內外有關資料，總結出以下兩種判斷方法，為大修制定樹脂工藝處理方案提供了依據。
2.1  出水水質曲線判斷法
　　強堿凝膠型陰樹脂一旦受到有機物污染，利用氫氧化鈉再生時，氫氧化鈉將被解吸到樹脂內，造成再生后正洗時間過長，鈉離子泄漏量增加，從出水水質監測曲線來看，電導率高于正常值，pH值降低，泄硅量增大，由此我們可以根據出水水質分析監測曲線(見圖1)判斷出強堿性凝膠型樹脂是否被污染。

2.2　污染指數判斷法
　　用進入陰床水的污染指數來衡量強堿性陰樹脂受污染的程度。所謂污染指數(N)是指水中有機物的含量(用mg/LCaCO₃來表示)和總陰離子量(用mg/LCaCO₃來表示)之比；此值越大對樹脂的污染就越嚴重，必要時對受有機物污染的樹脂進行復蘇處理。
　　污染指數M=水中有機物量(mg/LCaCO₃)/水中總陰離子量(mg/LCaCO₃)
　　N≥5污染嚴重；
　　≤N≤5中等污染；
　　N≤1樹脂不易受污染。

3  受有機物污染樹脂的處理

　　針對強堿性陰樹脂易受有機物污染的特點，每年大修時，詳細制定出處理方案。處理后效果明顯，復床制水批量提高，泄硅量下降，再生酸、堿消耗降低，為生產安全、穩定、高負荷、長周期運行提供了保證。具體方法如下：
　　3.1  先采用1.5倍樹脂體積的10%鹽酸通過床層30min，通入氮氣45 ～60min攪拌，再用3倍樹脂體積的純水清洗，最好洗至ｐH＝7～8。
　　3.2　經3.1處理后，用3倍樹脂體積的10%食鹽水，加2%氫氧化鈉溶液通過樹脂床層，停留時間1h。再通入氮氣45～60min，進行攪拌，浸泡12min以后，再用3倍樹脂體積的純水清洗，最后洗至pH＝7～8。
　　3.3　用正常再生用量的2倍的氫氧化鈉溶液進行徹底再生。

4  有機物污染的防止

　　近年來，隨著黃河水徑流量逐年下降，有機物污染越來越重，原水有機物含量原設計時1.21mg/L，1998年3月份測得為4.26mg/L，致使陰床出水硅含量偏高，由原來3mg/L左右升至10mg/L左右，樹脂周期制水量明顯下降，下降率達21.2%。1998年大修時，通過采取一些有效措施，取得了很好效果。
4.1  樹脂的選型
　　陰床上室強堿性樹脂采用丙烯酸系大孔強堿性陰樹脂(D201)代替了苯乙烯系凝膠型強堿性陰樹脂。
4.2　加強水的予處理
　　對水處理系統進行改造。首先在424a/b生產水池內加氯，殺菌滅藻，對有機物進行控制，然后在一級復床除鹽系統前增設3臺活性炭吸附裝置，吸附余氯、懸浮物、機械雜質、有機生物污泥。防止有機物、余氯進入除鹽系統，污染陰樹脂。
4.3　管理措施
　　嚴格控制工藝指標，發現有機物含量高于4mg/L時，用地下水進行調節。對陰樹脂被有機物污染情況進行監測。一旦發現樹脂批量下降，出水硅含量增大，N≥2時進行體外擦洗復蘇。

參考文獻:
　　[1]化工部化肥司脫鹽水、爐水調查組.大化肥廠脫鹽水、爐水管理工作調查報告[J].大氮肥,1983,(4):1～35.
　　[2]李培元,錢達中,王蒙聚.鍋爐水處理[M],湖北:科學技術出版社.

作者簡介:
　　王贇(1967-),男,工程師,電話(0393)4414731-6410