浅谈阴离子交换树脂的再生

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浅谈阴离子交换树脂的再生

马晓煦

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳515223）

[摘要]随着现代大型发电机组容量的不断扩大，在启动过程及正常运行时水量需求大，水质要求高，水处理在电厂的生产环节犹为重要。

树脂在使用较长时间后，由于它所吸附的一部分有机物、硅等杂质不易被常规的再生处理所洗脱，逐渐积累而将树脂污染，使树脂效能降低。通过对阴床再生的优化，使保证阴床出水水质，使化学水处理站生产更安全、稳定、经济、创造更好的生产效益。[关键词]水处理；阴离子交换器；有机物

某电厂化学制水系统负担全厂2×600WM+2×1000WM燃煤发电机组的用水、制水任务。水源采用顶溪水库地表水，经预处理后的水，经纤维过滤器、活性炭过滤器过滤后，由二级清水泵加压送入化学除盐系统，除盐系统为一级除盐加混床，包括三台逆流再生阳离子交换器、两台除碳器、三台逆流再生阴离子交换器及两台体内再生混合离子交换器，水处理设备均采用母管制。由于原水采用地表水，水中悬浮物和胶体杂志含量较多，且水质易受季节变化影响，枯水季节含盐量及硬度较高，多雨季悬浮物骤增。阴离子交换树脂使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，当运行的阴离子交换器入口流量累计值或出水电导率大于5μs/cm或硅含量大于100μg/L时设定值发出要求再生的信号，此时我们选择氢氧化钠溶液对失效树脂进行再生，使阴树脂恢复原来的工作交换容量。

1阴离子交换树脂污染的原因

离子交换树脂在运行过程中，其理化性能会逐渐劣化，造成水处理工作交换容量下降，运行出水流量低，出力达不到设计要求，运行费用上升等，最终导致不能正常使用。每当黄梅季节时，原水中有机物、胶体含量上升，当预处理设备运行不正常时，强碱阴树脂极易受水中有机物的污染，电厂选用的是凝胶型强碱阴离子交换树脂，因其孔径较小，被吸附的有机物容易卡住，导致污染后再生不易置换，从而影响树脂的工作交换能力。因为阴树脂再生一味的延长再生用碱时间，不仅无法达到有机物的解吸，还会增加制水成本，所以调整到最合适的再生剂的用量对树脂的再生程度和经济性有着直接关系。

离子交换树脂溶于水中，能够从水溶液中吸附离子，把自身具有的相同电荷的离子交换的溶液中，达到除去水中离子态杂物的目的。除去树脂保存不当、运行流速过高、树脂流失、氧化引起树脂破坏这些运行再生工艺上的损失，原水中的有机物、铁、硅、微生物胶体或类胶体也会吸留在树脂骨架上影响树脂的交换性能。凝胶型树脂因其交换容量比大孔型树脂大，在生产中被广泛采用，但通常情况下树脂的污染是有机物在其中起主导作用，阴离子交换树脂因为其孔隙密集，容易造成树脂微孔堵塞，虽然一部分污物附着在树脂表面，可采用延长反洗时间或利用空气进行辅助清洗的方法除去。但是另一类物质与再生剂形成细的物质，它们相互缔合或呈共聚状，导致再生时不易置换。其中原水中的腐殖酸是有机物中常见的污染物，其结构复杂并且亲水性很差，在树脂截留过程中，很容易被吸附。运行过程中树脂上的有机物越积越多，使树脂无法与其他阴离子进行的正常离子交换，造成水质急剧变差，引起阴树脂的污染。

近年来此电厂强碱阴树脂有机物污染后的特征如下：1）强碱阴树脂被有机物污染后树脂颜色变深，体积膨胀；2）树脂交换容量明显降低；3）阴床出水水质恶化，漏硅量增大，电导率值上升；4）再生操作

[参考文献]

[1]肖作善,施燮钧,王蒙聚.热力发电厂水处理.[M].北京:中国电力出版杜,

1998.

[2]张国辉,马圭.阴树脂复苏工艺的改进.化工生产与技术,2002.

困难，清洗时间增长。

2阴树脂的复苏

当阴离子树脂受有机物污染，再生时我们可以将再生所用碱液NaOH的浓度从百分之1.8提高至百分之2.2，此时达到溶解有机物最好效果，又不至于加入过量的碱液。同时延长再生的接触时间，提高温度以便除去大部分有机物，提高温度方面我们采取在阴床旁增加一个50m3的除盐水箱，作为稀释再生液用水，出水接喷射器，方便调整碱液浓度。由于再生水温在60~70℃，阴树脂基团会快速的氧化降解，所以水温应控制在35℃~40℃。为使整箱水水温加热均匀，加热器均匀布置在罐体四周，并设有水温监视器，当水温高报警时，退出加热器运行，水温低于30℃时重新投入。为避免局部水温过高，还要加装加热循环泵。为减少热损失水箱、水管均采用高效保温材料进行保温。设有水位高高报警、低低报警，水箱出水增设电动调节门，现场参数接入DCS系统，方便操作人员监视温度与控制流量。此方法提高强碱性阴离子交换树脂再生效果，降低实际运行中的碱耗。因为温度的升高，使浸泡接触时间因而得以缩短，降低碱液消耗量。

对于污染较严重的树脂，可用碱性食盐溶液反复处理，一些报道有提到：某些络合剂、沉淀剂、增溶剂、氧化剂以及外力等能够改变树脂污染物的化学物理环境。在盐碱复苏液的基础上，加入一定浓度的腐殖酸络合剂、腐殖酸增溶剂、有机物的抗氧化剂及抗静电作用屏蔽剂等，阴树脂复苏效果有所提高。当采用上述方式再生后制水量任无法达到原来制水量一半时，应考虑更换新树脂。

3结语

应用传统的复苏工艺时，将再生碱液NaOH的浓度从百分之1.8提高至百分之2.2，而且提高水系统的温度（35～40℃），延长再生的接触时间，此时达到溶解有机物最好效果，解决了树脂污染不易再生的问题，又不至于增加过量成本。树脂再生后基本能够恢复到污染前的制水量，使出水品质得到了保障，降低经济成本。经过此次化水系统工艺改造成果实施后，取得的经济效益比较显著。改造后系统制水能力周期长、制水流量增大，从而确保了机组的安全经济运行，大大降低了损耗，确保全年效益有了明显的增加。

WIND

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