除盐水系统阳树脂混入阴床的处理方法分析

杨秀雷

摘要：本文主要阐述了除盐水系统水处理的原理，对阳树脂进入阴床的原因和基本途径进行了分析，并且对除盐水系统阳树脂混入阴床的处理方法进行了研究。

关键词：除盐水系统；阳树脂混入阴床；处理

一、阳树脂进入阴床的原因和基本途径

1阳树脂进入阴床原因剖析

1.1供水厂复床制水工艺

采用的是阳床上、下室均装入强酸H型离子交换树脂，阴床上、下室分别装入强碱和弱碱0H型离子交换树脂，水是先从阳床下进上出，再进入阴床，也是下进上出，水中的阳离了被强H型离子交换树脂吸附，树脂中的H+离子被置换到水中，与水中的阴离子生成应的无机酸，再进入阴床，阳离子被弱碱和强碱OH型树脂吸附，树脂中的OH-被置换到水中与H+结合生成H2O。

1.2 Na+的来源

从运行工艺判断原因有四，一是阳床失效Na+进入阴床。二是阴床用NaOH再生后，置换正洗不彻底，Na+残留于树脂中，运行时释放于水中。三是树脂被有机物污染，在树脂骨架相引入了COOH型弱酸基团，当用NaOH再生时，形成RCOONa，又在运行中慢慢水解出Na+。四是阴床中混有阳树脂，阴床再生时，阳树脂为RNa型运行时放出Na+。根据操作经验判断，阴床内混阳树脂的可能性较大。因为运行初期，强酸H型树脂正处于平衡交换容量的高峰，即使漏Na+也很少。

1.3阳树脂进入阴床的途径

一是阳床水帽坏，制水时被带入阴床；二是装填树脂时错把部分阳树指装入阴床。三是反洗树脂后，没冲洗于净反洗槽及输送管道或者就没冲洗，移送阳树脂时，残留的阳树后混入阴床。四是阳树脂输送阀门内漏或没关严，移阴树脂时，随压力水混入阳树脂中。

阴阳床同用一个反洗槽，一条输送管道，如果阳床树脂输送阀门发生内漏或操作失误（阴树脂进入阳床影响不大），就会导致阳树脂进入阴床。浮动床的特点是，当树脂运行到一定周期后，需把树脂移至反洗槽反洗，以除树脂中的悬浮物及破碎树脂，以降低运行压力差，恢复制水批量，所以供水厂利用大修之际，对阴阳树脂进行体外反洗。从以上分析可知，阳树脂混人阴床后阴床出水水质会发生如下变化：Na+、pH、碱度、导电度明显上升且混入阳树脂越多上升值越大；在阴床投入的初期与中期Na+、碱度、pH、导电度明显偏高，到床子运行后期这些指标逐步下降；混人阳树脂越多则阴床出水指标恶化持续时间就越长。

2阴床中水有Na+的原理

阳树脂进入阴床后，当用NaOH再生时，阴树脂还原为ROH用型，阳树脂为RNa型，运行时，进入阴床的水是pH值为2.5的酸性水，因阳树脂的量相对阴树脂很少，大部分水仍然与ROH树脂交换时，少部分水与RNa交换，即：

ROH+HCl→RCl+H2O RNa+HCl→RH+NaCl

产生的NaCl再与R0H交换：ROH+NaCl→RCl+NaOH，由于NaOH导电能力很强，所以阴床出水电导升高。阴、阳树脂湿真密度不同，使得混在阴树脂中的阳树脂分布不均匀，阳树脂湿真密度大，在阴树脂层的下部多，中部少，上部更少甚至没有，因有这样的分布规律，造成出水水质恶化有一定规律性。浮动床制水工艺是，水从下进上出，阳树脂又混在上室的强碱阴树脂中，树脂装填高度为1515mm，由于H2SO4、HCl、HNO3强酸阳离子被下室的弱碱ROH型树脂吸附，进入上室的H2CO3、H2SiO3弱酸阴离子先与RNa交换，因此，造成阴床投运初期出水带Na+现象，阳树脂进入阴的量越多，水质恶化越严重。

二、在运行中如何判断阴床中混入阳树脂

阴床在运行中出水Na+、碱度、pH、导电度明显上升，而出水SiO2变化不大，这一点是判断阴床中混入阳树脂的重要依据，也是必要条件，但不是唯一条件。因为阳床失效或漏Na+严重时也会出现类似现象。因此，这时应检查运行的阳床是否失效或漏Na+严重，若无此现象则可断定阴床中混入阳树脂。

三、阴离子交换器混入阳树后如何分离

根据固定床和浮动床结构及其运行工艺的不同特点分别采取了不同的处理办法。

1对于固定阴床的处理

在固定阴床运行时，正常的酸性水进入阴床时，混入其中的阳树脂造成了阴床出水中Na+含量远远大于入口Na+含量，对阴床除硅效果造成影響。因为固定阴床阳树脂已混人阴树脂内，根据阴阳树密度不同，其在食盐水（浓度为24%-26%，相对密度为1，16-1.20）中浮、沉性能的不同而分层的特性，对其进行分层处理：将被污染的阴树脂静态浸泡于浓度约25%食盐水中12h，将下层树脂报废，上层树脂重新利用，不足部分由新树脂补充，如采取床外处理劳动量大，操作较麻烦而且需要充足的空间。由于不具备床外处理的客观条件，只能采取床内处理，该法的缺点是需要报废小部分阴树脂，其具体的处理措施如下：

（1）单台解列固定床（1#、2#或3#），以免影响生产。

（2）由中排管排水，将水排净后打开中间人孔门。

（3）根据阴离子交换器上人孔下缘以下的有效体积和所需食盐水浓度（约25%），加工业盐NaCI固体3.5t，平铺于中排管上方的树脂压脂层，均匀摊平。

（4）由反洗进水缓慢上水，保证上水的均布，将水上至中排管上方窥视孔以上，上人孔下边缘为止。然后从底部以小风量进风搅拌3h后，静态浸泡12h。

（5）由正洗排水口排空浸泡水。

（6）打开下人孔，将下人孔以上树脂全部卸出重新利用，下人孔下缘以下树脂全部报废。

（7）石英砂层中的树脂以不小于100t/h的水流量彻底进行反洗清理；然后将石英砂表面平整后重新装人树脂，不足部分由新的树脂补充。

（8）因用食盐水浸泡时，加入的工业盐不纯，含有Fe、Al等杂质，可用HCl浸泡去除杂质。

（9）排酸后进行彻底反洗

（10）再生合格后备用。

3对于阴浮床的处理

阴浮床进水中混入的阳树脂在进入阴浮床时，首先被阴浮床底部的石英砂层截留，短时间内不可能混人阴树脂内，但已造成投运前，正洗难以合格，电导率居高不下，正洗2-3h以后，才能勉强合格。

因阳树脂仅进入底部石英砂层，再生前以不小于100t/h的水流量进行下流冲洗，直至排水管中不再出现阳树脂为止。

采用以上方法分别对阴固床和阴浮床进行彻底处理后，其阴床出水电导为4.9us/cm、Na+<100ug/L，基本恢复到正常运行状况，保证了出水水质，已完全能够满足中压锅炉生产需要。

4如何预防阳树脂混入阴床

树脂的运输、贮存过程中，切记分类堆放，严禁将不同型号树脂堆放在一起；在加装树脂时，一定要认真检查包装树脂型号，以防不同类树脂装入同一床体。

加强运行人员反洗操作的监护，反洗时应将反洗水门从小到大缓慢开启，以防反洗开始流量过大造成石英砂乱层床体内部零部件损坏。

要定期检查阳床中布水装置、中排装置（或布酸装置），发现问题及时检修、加固或更换，以防这些装置断裂、脱落掉人树脂层中，继而逐步进人石英砂层，造成石英砂乱层，树脂流失。（阳床的开床检查周期一般为6-12个月，也可根据实际情况确定）在阳离子交换器出口尽可能加装树脂捕捉器，并及时检查清理。加强运行检查，发现阳床出水水样中有树脂颗粒，应立即停止该交换器运行，并组织检修处理。加强对中间水箱的定期检查，发现中间水箱内有树脂，应立即停产清理，并检查落实哪台阳床跑树脂，视情况进行检修处理。

参考文献：

[1]印胜伟.阴床混入阳树脂对其出水水质的影响及处理方法[J]. 中国设备工程，2008（11）：33-34.

[2]张妍青.除盐水系统阳树脂混入阴床的处理方法[J].工业用水与废水，2002，33（3）：19-20.