天津争光合成树脂有限公司面向青岛地区用户推荐阴离子交换树脂弱碱强碱阴树脂,强碱阴离子交换树脂,弱碱阴离子交换树脂。
1、混床的作用:除盐水往往不能满足高压以上的锅炉补给水的质量要求,对除盐水做进一步的处理。混床的出水电导率可达0.2us/cm以下,SiO2可以小于20ug/l,pH值在6.5-7.5之间。混床可以确保除盐在监督不及时出现水质的瞬间变坏情况下的正常供水。 2、混床的除盐原理: 由于阴、阳树脂是相互混合在一起,相当于众多的阴、阳床排列在一起运行,并且阴、阳离子的交换是同时进行的,据推算,一台混床约包含1000-2000组的复床。它与复床不同,复床除盐的阳床出水都是将原水中的盐,交换为相应的酸,而酸电离出的H+离子会影响与水中的阳离子的交换,并且还对树脂上残留的RNa型离子进行交换,使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+经过阴床后又会使出水含NaOH,同样电离出的OH-离子又对阴树脂再生残留的HSiO3型树脂进行再生,从而使阴床的出水总含有一定的SiO2。而混床则不一样,阳床置换出的H+离子和阴床置换出的OH-离子迅速发生中和反应,使反应进行的非常完全,故出水水质很好。反应式如下: RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O 3、混床树脂的选用和配比: 在选用混床树脂时,既要考虑失效后的树脂分层,又要考虑到再生后的树脂混合。容易分层的树脂,不易混合;容易混合的树脂,往往又不好分层;因此,在树脂选型时,要综合考虑两方面的因素,不能片面追求某一个方面。目前,有各种行业的混床树脂要求标准。 对于锅炉补给水处理混床,通常采用的阴、阳树脂体积比均为2:1。即阳为0.5米,阴为1.0米;但是,对于直径≥2.5米的混床,为减少死角,树脂的比例建议阴为1.2米,阳为0.6米较为适宜。 混床一般采用的是凝胶型的树脂,但是随着使用年限的增加,凝胶型树脂的色差越来越接近,分层面不易看清。建议采用大孔型的混床树脂,其阴为白色,阳为灰褐色,分层面清楚,利于操作。加上大孔型树脂的强度远好于凝胶型树脂,其破碎球很少,运行的压差也较小。 4、混床的操作步骤:(自失效时开始) 4.1、反洗分层:先以约10-15m/h的流速将树脂松动分层,控制的反洗膨胀率,直到反洗出水清澈、并且树脂分层面明显止;让树脂自然沉降稳定; 4.2、预喷射:开启碱、酸阀,以约3-4m/h的流速进行预喷射(碱流量应稍微大于酸流量,以防乱层!),观察树脂层、流量正常后,方可进再生液。 4.3、进酸碱:开启碱、酸阀,并控制碱浓度在3.0-4.0%之间,酸浓度在3.0-4.0%之间; 4.4、置换:通完碱、酸后,只需关闭酸、碱阀,继续以同样的流量对树脂进行置换,直到中排的出水电导率≤20us/cm止; 4.5、排水:将水位降到距树脂层面约20cm的地方,准备混脂; 4.6、混脂:通入约0.2-0.3Mpa的压缩空气,时间约2分钟(具体看视镜的混脂效果)。 4.7、正洗:快速关闭气阀,迅速打开正洗阀,让树脂快速落床稳定,以防再次分层!约30秒后,开启进水阀,关闭正洗阀,将床体充满水,进行大正洗,直到正洗出水合格后,投入运行。说明:混床再生分同步和分步法再生两种。上面是同步法的再生步骤。分步再生法耗时又耗水,基本用的很少。 5、混床常见的故障见下表: 序号 现象 产生原因 处理方法 1 混床出水电导率,二氧化硅不合格 a、除盐水不合格,影响混床出水; b、分层不好,影响再生效果; c、阀门不严,相互串漏; d、树脂被污染; e、气压、气量不足,混脂不好 a、重新新生,并控制除盐水质量; b、按规章重新分层再生; c、检查各阀门情况; d、复苏树脂或更换; e、确保气压、气量、重新混脂 2 出水pH值偏低 a、反洗操作不当 a、复苏或更换树脂 3 阴、阳树脂反洗分层不明显 a、反洗操作不当; b、阴、阳树脂粒度、比重不符合规范; c、树脂未失效,比重差小; d、树脂被污染,比重发生变化 a、重新按照规程操作; b、更换树脂 c、碱液、林夕后重新反洗分层 d、缺点污染源,复苏或更换 除了上表使用中常见的问题外,还有如下两种情况需说明一下,因为它们都是在正常使用前发生的问题: 5.1、混床树脂的装填高度:阴、阳树脂的装填高度不恰当是混床出水不合格的常见的问题之一。由于混床内的中排位置在阴、阳树脂的分层处,所以如何准确将阳树脂的高度控制在中排的位置,尤其重要。一般新床的调试都会出现偏差,原因是所供新的强酸树脂按标准是Na型,当转成H型时,有约10%的膨胀率,而设计提供的树脂高度都是指再生态的高度。另外,经过酸、碱预处理,树脂有一个不可逆的膨胀过程,也会使树脂的体积增大,两种膨胀致使阳树脂超过中排的高度,造成再生时阳树脂受碱液污染,从而影响出水水质。因此根据经验,混床树脂装填时,要适当少装填阳树脂,一般凝胶型的阳树脂少装11%左右,大孔型的阳树脂少装7%左右较为适宜;混床阴树脂同样存在同样的问题,由于它在阳树脂的上面,只要阳树脂装填合适,它也就不会出现交叉污染。但是,它的树脂层面也要控制恰当,不要超过中视镜的中部。以方便观察操作现象。 5.2、混床设备制作上的缺陷: 5.2.1、视镜设置:现场发现多个用户的设备故障有视镜的位置设置不准,与中排的高度不相匹配。我们在重庆某电厂就发现混床下视镜的高度居然完全在中排的下方,结果,根本看不到树脂的分层面和分层情况,给操作带来很大的麻烦。因此,建议用户在设备的正式制作前,一定要严把图纸的审查关,否则,一旦设备定型,将无法更改。 5.2.2、混床反洗空间的预留:我们知道,树脂分层的好坏,直接决定再生的成功与否;而分层的好坏,则又由反洗膨胀空间的大小来决定。那么,膨胀空间的大小到底多少为合适呢?目前的设计手册对混床的要求也模糊不清,没有一个明确的标准。但在行业上对混床的反洗空间都有约定俗成的要求,即混床的反洗预留空间在100-150%之间,不可低于!四川某单位的混床树脂反洗展开空间70%,结果由于展开率不够,凹陷在下视镜的树脂不能搅动,看不清树脂的分层面,给操作带来很大的麻烦和不便。 6、水中的有机物对混床出水水质的影响 有机物对混床造成的影响,主要表现为混床的出水电导率升高,PH值下降(<7);水中有机物的含量会影响混床的出水纯度。比如在25℃时,要使混床的出水电导率<0.1us/cm时,只有在混床的进水中不含有机物时才能达到。而有机物的来源主要是由于复床的强碱阴树脂被有机物污染后,泄露较多的有机物进入混床,然后再从混床中释放出所致。 混床出水中COD和电导率之间的关系 COD(高锰酸钾法)mg/L 0.6 0.34 0.24 0.12 0.08 电导率(25℃)(us/cm) 0.3 0.27 0.24 0.17 0.16 因此,当混床的电导率偏高、PH值偏低时,在排除其他人为因素后,要注意混床树脂进、出口的有机物量。 7、阳床树脂被氧化后对混床出水水质的影响 当除盐的阳床受到水中的氧化物氧化后,其骨架链将断裂,并释放出磺酸类有机酸类物质,这些物质成酸性,并且阴床树脂很难将其截留,而从混床流出,由于混床的电导率较低,当有这些物质溶于水中时,马上表现出混床的PH值偏低,电导率升高的现象。因此,要严格控制阳床进水中氧化物含量,防止阳树脂被氧化。 8、混床树脂的运行周期 补给水处理上的二级除盐系统中的混床树脂,根据一般的经验统计,其运行时间约在10-30天之间,当进水的电导率≤10us/cm、SiO2≤100ug/l时,其树脂的周期制水容量大致为10000-15000m3/m3.R之间。用户可根据装填的树脂量来推算混床的制水时间。 上述的七种床型,是目前水处理上用的较多的离子交换器。除此以外,还有诸如变径床、移动床、提升床、双流床等,由于用户不多和实用价值不大,这里不作介绍。 十、硫酸在阳床上的再生方法 阳床用硫酸作为再生剂时,只适用于酸液向下流的对流再生床或顺流再生固定床,不适宜向的对流再生床。这是因为向的对流再生方式的再生流速都较慢,这样的流速,会使再生废液中CaSO4在未流出体外时,就在床体中析出沉淀,致使树脂受到污染,运行的阻力急剧上升,以致没法运行。所以硫酸作为再生剂时,应在工艺的选择上特别注意。我们就看到无压法逆流再生工艺设计以硫酸作为再生剂,其结果是,树脂被CaSO4沉淀物完全的污染,并且没法运行,树脂只好报废。 10.1、硫酸在顺流再生固定床上的再生方法: 10.1.1、对床体进行反洗,使集中在上层的R2Ca型树脂能较均匀的分布在整个床层中,减少析出CaSO4的概率; 10.1.2、用总酸量(再生剂用量可以取150g/mol估算)的50%配成约0.8%-1%的稀酸溶液,以约10m/h的流速进行步的再生,并且严密观察床体内的压差变化。当有CaSO4析出时,床体内的压差会马上增大,此时,应迅速降低浓度,提高流速,防止大量CaSO4析出。还有一种判断CaSO4析出的方法,就是用三角烧瓶取出口的废液,观察析出CaSO4的时间,若30秒内瓶中没有CaSO4沉淀物析出,则在床体内就不会有沉淀物析出。反之,则要当心床体内析出沉淀的可能。 10.1.3、将另外的50%余酸浓度提高到2-3%,流速降低到4-5m/h。 10.1.4、随后的置换、正洗同盐酸再生方法一样; 循环水弱酸处理的再生方法同上(再生剂用量可以取60g/mol估算)。 用除盐水作进水水源的混床用硫酸作为再生剂和盐酸的操作方法完全相同完,因为混床的进水中没有硬度,故再生时也不存在CaSO4的析出问题。离子交换树脂在饮用水中除高氯酸根的应用 SL891是在大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有季铵基[-N(CH3)3OH]的阴离子交换树脂。于自来水和饮用水中高氯酸根的去除和净化,对高氯酸根有优良的选择性。 二、理化性能指标: 指 标 名 称 指 标 出厂型式 氯 型 含 水 量 % 52.0~62.0 高氯酸根吸附容量 g/L ≥ 25.0 湿视密度 g/ml 0.65 ~ 0.73 湿真密度 g/ml 1.05 ~ 1.11 范围粒度 % (0.315~1.25mm)≥ 95.0 下限粒度 % (<0.315mm) ≤1.0 均一系数 ≤ 1.60 整 球 率 % ≥ 95.0 三、使用时参考指标: 使用温度 ℃ ≤ 60 床层高 mm ≥ 600 反洗展开率 % 50~85 运行流速 BV/h 5~15 适用pH范围 3~9 四、基本原理: 饮用水中的高氯酸盐是一种持久性的有毒化学物质,它通常是以NH4ClO4、KClO4、NaClO4的形式存在。高氯酸盐对人体的影响主要表现为对甲状腺吸收碘的抑制,从而导致甲状腺激素分泌的减少,这就造成对发育系统特别是对大脑发育的影响。过量的摄入高氯酸盐会导致甲状腺激素的分泌不足,而甲状腺激素分泌不足会抑制人体正常的新陈代谢和生长发育,尤其是对儿童的影响。 由于高氯酸根的非挥发性和在水中的高溶解性,不可能用过滤、沉淀等普通物理方法去除;活性炭对其吸附量也很小;而且在通常的水质环境下,由于温度较低,离子浓度很小,高氯酸盐与大多数还原剂都不发生反应。针对高氯酸根的离子特性,采用离子交换法进行处理无疑是好的方法之一。含酚废水主要来自石油化工厂、树脂厂、塑料厂、合成纤维厂、炼油厂和焦化厂等化工企业。它是水体的重要污染物之一,我国规定挥发酚的排放标准为0.5mg/L[1]。酚类化合物是一种原型质毒物,所有生物活性体均能产生毒性。人如果长期饮用被酚污染的水能引起慢性中毒,出现贫血、头昏、记忆力衰退以及各种神经系统的疾病,严重的会引起死亡。含酚废水不仅对人类健康带来严重威胁,也对动植物产生危害[2]。毫无疑问,含酚废水排入水体或用于灌溉均需经过治理处理,使之符合达到国家要求的排放标准。 处理含酚废水用较多的是活性炭吸附。本文研究了大孔吸附树脂处理含酚废水,大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体,具有优良的孔结构和很大的比表面积,通过范德华引力可从水中吸附有机溶质[3],实现废水中有机物的富集和分离[4]。与其它方法相比,大孔树脂吸附法具有吸附效果好、脱附再生容易、性能稳定、适用范围宽、实用性好、可实现综合利用等特点,是处理含酚工业废水的有效方法。 2 试验部分 2.1仪器和试剂 2.1.1仪器:内径10mm玻璃吸附柱,721分光光度计,25mL磨口比色管 2.1.2试剂:A.R苯酚,A.R丙酮,4-氨基安替比林,铁氰化钾,浓氨水,氯化铵。 2.2实验过程 在吸附柱中加入10~11ml大孔吸附树脂,用10~20BV丙酮慢速淋洗树脂,淋洗液与水混合后无明显的油珠滴,则证明树脂已洗净,再用10~20BV的去离子水淋洗树脂,排尽气泡。以浓度为6500mg/L的苯酚水以流速为3.0~3.5ml/h的速度通过吸附柱,分段检测流出液苯酚的浓度。当接近吸附终点时,每次分析的流出液的体积应为5~2ml。当流出液苯酚浓度达到10mg/L时为吸附终点。树脂失效后,进行再生,用纯水以2BV/h的流速将残留苯酚洗出,清洗五个树脂床层后,用2倍树脂体积4%的氢氧化钠溶液进行洗脱,收集洗脱液。 2.3实验结果 不同周期吸附数据见表1,吸附曲线见图1;不同周期的吸附容量、洗脱量和解析率见表2。 表1 不同周期流出液中苯酚浓度(mg/ml)及树脂吸附酚量(g/L-R) 处理量(BV) 周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36 周期 0 0 0 0 0 0.05 第二周期 0 0 0 0 0 0.08 第三周期 0 0 0 0 0 0.12 第四周期 0 0 0 0 0 0.13 第五周期 0 0 0 0 0 0.13 图1 不同周期流出液中苯酚浓度(mg/ml)变化曲线 表2 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率 项目 周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量 g/L-R 洗脱率 % 周期 97.5 97.0 99.5 第二周期 97.5 95.8 98.3 第三周期 95.7 94.6 98.9 第四周期 95.5 94.2 98.6 第五周期 95.5 94.5 99.0 2.4数据分析 从五个周期的试验数据来看,SL300树脂对苯酚吸附容量高达100g/L-R。五个周期的运行结果基本一样,说明SL300树脂的重复性好、洗脱率高。SL300作为一种大孔吸附树脂,具有特殊的孔结构和比表面积,非常适合吸附酚类物质。经洗脱后,此树脂可重使用。同时,该树脂抗污染能力强,具有很高的吸附能力、耐温性、稳定性和机械强度,非常适合实际生产。 2 应用实例 常州永泰兴化工公司采用烷氧基化法生产对硝基苯乙(甲)醚,经还原制得对氨基苯乙(甲)醚,在生产过程中由于有副反应存在,产生大量的含酚废水。国内外有大量的报导采用大孔吸附树脂处理含酚废水,大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团,具有大孔结构的高分子吸附剂。理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂,对有机物有浓缩、分离的作用,且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。其吸附性能与活性炭相似,与范德华力或氢键有关。同时,网状结构和高比表面积,使得其具有筛选性能。了解到可采用大孔吸附树脂代替活性碳处理含酚废水,该公司经过大量应用对比试验,终选用SL300树脂处理该废水。 2.1 试验情况 该系统交换器装填5m3大孔吸附剂SL300,废水pH=5,运行流速5~7BV/h,温度90~100℃下吸附,经处理的废水中对酚浓度可从2500~5000mg/L下降到5mg/L以下,以10%氢氧化钠溶液为洗脱剂,解吸流速1~2BV/h,50℃解吸,对酚的回收率可达90%以上,回收产品的质量较好,可加以综合利用。 SL300树脂实际应用的废水中酚浓度为4500~5000mg/L,不同周期吸酚数据见表3,吸附曲线见图2;不同周期的吸附容量、洗脱量和洗脱率见表4。 表3 不同周期流出液中苯酚浓度(g/ml)及树脂吸附酚量(g/L-R) 处理量(BV) 周期数 苯酚浓度 6 12 18 24 30 36 42 48 54 周期 0 0 0 0 0 1.5 2.7 3.2 5.7 第二周期 0 0 0 0.1 0.5 1.2 2.3 3.4 6.2 第三周期 0 0 0 0.1 0.4 1.6 2.7 3.2 5.9 第四周期 0 0 0 0.1 0.4 1.5 2.9 3.8 6.7 第五周期 0 0 0 0.2 0.5 1.5 2.6 4.0 6.9 图2 不同周期流出液中苯酚浓度(g/L)变化曲线 表4 不同周期树脂吸附容量、洗脱量和洗脱率 项目 周期数 树脂吸附酚量g/L-R 洗脱量 g/L-R 洗脱率 % 周期 92.6 87.0 94.0 第二周期 93.1 89.2 95.8 第三周期 91.5 86.3 94.3 第四周期 90.6 85.6 94.5 第五周期 89.6 85.5 95.4 2.2 试验树脂性能评价 为了观察树脂应用于实际生产中性能变化,在两年的生产中我们对树脂取样进行分析检测,同时与新树脂的性能进行对比。试验结果见表5。 表5 SL300运行初期和运行两年性能对比 指标名称 新树脂 运行1年 运行2年 含水量 % 59.2 61.5 63.8 比表面积 m2/g 1753 1679 1652 磨后圆球率 % 98.6 93.6 90.6 粒度范围 (0.315~1.25mm) % 98.6 96.3 94.8 有效粒径 mm 0.56 0.53 0.50 均一系数 1.32 1.37 1.41 从上表看,SL300树脂在运行两年来,树脂的性能基本上没有发生大的变化,说明树脂在使用一年后树脂交换能力基本上还保持新树脂的能力。树脂有效粒径有所降低,这是因为树脂在使用一年后,由于受转型体积发生变化以及树脂在反洗冲洗过程中的影响,树脂难免会受到磨损,少量的树脂颗粒变细。树脂的磨后圆球率下降幅度仅为4.96%,树脂仍保持圆球状,说明SL300整体的强度并没有发生很大变化。SL300树脂使用两年后,其性能基本上没有发生变化,还完全可以用于实际生产。 3 结论 综合SL300树脂对含酚废水的吸附和洗脱试验以及树脂在现场使用两年后性能的变化,可以得出以下结论: 3.1采用大孔吸附树脂可以很好地处理含酚废水。树脂对酚的吸附选择性很高,吸附率通常大于99%,COD明显降低。废水经吸附后,一般都可达标,且不产生二次污染。用稀碱或有机溶剂脱附,洗脱率可达95%以上,且脱附高峰集中,无拖尾现象。 3.2吸附树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能,机械强度较好,可在150℃以下长期使用,在正常情况下,树脂年损耗率小于5%。 3.3此法可富集回收其中大部分酚类产品或原料,与其它方法相比,此法工艺简单,不需要特殊设备,技术容易掌握,可实现自动化。装置运转过程中热能、电能消耗较低,通常回收产品的价值可与处理装置的运转费用相当,有的尚有盈余。使用大孔吸附树脂既可以很好地处理含酚废水,保护环境,又能回收产品,变废为宝,具有很好的经济效益和社会效益。
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