离子交换树脂铁中毒的预防措施

　　铁中毒的预防措施离子交换树脂表面被铁覆盖，树脂内部交换通道被铁杂质堵塞，树脂的工作交换容量和再生交换容量明显降低，但树脂结构不变。离子交换树脂由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。这种现象称为树脂的铁中毒。
　　离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换能力强等优点。因此，它已广泛应用于电站锅炉和工业锅炉的水处理，以及海水淡化和纯净水的生产中。然而，在使用树脂时，由于有害杂质(如铁、有机物等)。污染，树脂中毒就会发生。如果不及时采取合理措施使树脂恢复正常，可能会导致树脂失效甚至报废。铁中毒是树脂中毒常见的现象。下面，笔者结合多年的生产实践，论述了该树脂铁中毒事故的处理方法和预防措施。树脂、水处理耗材、软化树脂污染原因分析1树脂铁中毒的主要原因是：1水来源为含铁、地下水体积大或被铁污染的地表水；(2)进气管或换热器内的腐蚀产生铁化合物；(3)再生器含有铁杂质；(4)水含有高分子有机物。
　　阳离子树脂的铁中毒通常发生在以盐为再生剂的软化水过程中。主要有两种情况。一是当铁以胶体或悬浮铁的形式进入钠离子交换器时，被树脂吸附，在树脂表面形成铁涂层，防止水中离子与树脂有效接触；另一种是铁以Fe2+的形式进入交换器，与树脂发生反应，使Fe2+占据交换位置，因为Fe2+容易氧化成高值铁，并沉积在树脂内，堵塞交换孔。
　　阴离子树脂中铁中毒的主要原因是：(1)再生阴离子树脂基体的纯度达不到规定的标准，特别是当液体碱中含有较多的铁化合物时，更易产生毒性阴离子树脂；其次，当水中含有大分子有机物时，易与铁(即有机铁)形成螯合物，与强碱性阴离子树脂交换，集中在交换基团位置，堵塞树脂的交换孔。离子交换树脂可以根据其基体的种类分为苯乙烯系树脂和丙烯酸系树脂。树脂中化学活性基团的种类决定了树脂的主要性质和类别。首先区分为阳离子树脂和阴离子树脂两大类，它们可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。阳离子树脂又分为强酸性和弱酸性两类，阴离子树脂又分为强碱性和弱碱性两类（或再分出中强酸和中强碱性类）。树脂的交换容量和再生容量降低，再生效率降低，再生剂和净水消耗增加，导致树脂铁中毒。
　　2污染的鉴别方法
　　3盐酸-盐-亚硫酸钠复苏法
　　机理：4%盐酸、4%盐和0.08%亚硫酸钠的混合物浸泡在铁中毒树脂中。盐酸和盐的作用。Na2SO3中的S使SO32-Fe3+还原成Fe2+，从而减少树脂与Fe3+的结合，反应生成的H+促进Fe2O3XH2O的溶解。
　　反应式为：
　　SO 32-+2Fe3+H2O SO 42-+Fe2+2H+
　　氢钠混合物可转化为钠树脂并投入使用。离子交换树脂由分类名称、骨架（或基因）名称、基本名称组成。孔隙结构分凝胶型和大孔型两种，凡具有物理孔结构的称大孔型树脂，在全名称前加“大孔”。分类属酸性的应在名称前加“阳”，分类属碱性的，在名称前加“阴”。如：大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。应注意的是，Na2SO3的浓度应通过实验确定，一般不大于0.1，因为Na2SO3浓度过高，容易产生SO2气体，SO 42-产物浓度的增加会导致CaSO 4沉淀。



一、阴阳树脂分层
反冲洗：开启下进阀、上排阀、启动中间水泵，用RO出水大流量（约3000L/h）冲洗20分钟后，小流量（约600L/h）的冲洗约15分钟使树脂松动分层。
树脂分层的好坏，还与树脂的失效程度有关，树脂失效程度越大，分层越容易。
若阴阳树脂因互相粘结抱团无法分层时：缓慢打开小量洁净压缩空气，再调节排空阀门，使压缩空气从混床由下进上排出，从上下窥视镜观察树脂松动以利分层，视其情况可以延长操作时间和次数，再按照上述反冲洗方法处理阴阳树脂的分层。
阴阳树脂的分层是再生操作中非常关键和重要的步骤。
二、排除柱内积水
排水静置沉降：关闭中间水泵及进水阀，打开中排阀、下排阀，排尽树脂柱内积水（以免再生液被稀释），水流尽后静置5分钟。
三、配制酸碱液注意事项
配制酸碱液时务必小心操作，戴上护目镜、橡胶手套和口罩等，保持室内通风；若溅到皮肤上用大量的水冲洗或及时就医。
四、阴树脂进碱
1、用纯化水把pH =14的碱液配制好；2、调节好碱液桶上的出液阀门，打开进碱阀（上进），启动碱液泵，打开排空阀排除其空气，待碱液进入后，完全浸泡阴树脂层时，关闭排空阀，开启中排阀并控制中排的开启程度,碱液流量为300-500l/h（进碱约45分钟）；3、碱液进完之后，及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进碱管线20分钟，再关闭碱液泵、进碱阀；4、再打开上进水阀、启动中间水泵，用RO水进行冲洗至中排阀排出，直至pH =10为止。再打开下排水阀，关闭中排水阀，直至出水
五、阳树脂进酸
1、用纯化水把pH =1的酸液配制好；2、调好酸桶上的出液阀门，打开进酸阀（下进），启动酸液泵，打开排空阀排除其空气，待酸液进入后（流量约
为250-300l/h）完全浸泡阳树脂层时（中排窥视镜观察），关闭排空阀，同时开启中排阀并控制其开启程度；3、中排出液pH =1时可适当加大进酸流量，以使阳树脂不发生挠动为佳（进酸约需40分钟）；4、酸液进完之后，及时用RO水冲洗稀释碱液桶及进酸管线20分钟，关闭酸液泵 、进酸阀；5、再打开上进阀、下进阀，启动中间水泵用RO水进行冲洗，测试中排阀的出水pH =7-8时，关闭上进、下进阀，由中排把水排尽。
六、阴阳树脂混合
1、树脂清洗合格后，打开下进、上排阀，启动中间水泵（反冲洗使树脂层松动），将柱内积水排至树脂层面上100-150mm处时，关中间水泵和进水阀；2、打开小量排空阀，开启并控制进气阀门的进气量（进气压力为
0.1-0.15Mpa），观察上下窥视镜内树脂有节律的上下沸腾混合，使上下树脂颜色深浅混合一致。进气时间一般为10-15分钟；3、混合结束后，关闭进气阀、排空阀，再迅速开启上进阀、中间水泵、下排阀（使树脂迅速沉降，防止树脂在沉降过程中重新分层）。同时也要防止树脂露出水面，否则树脂间会产生气泡，从而影响混床的出水水质（若混合效果不佳时，可以重复混合操作）。
七、混床的冲洗
混合完毕后，用RO出水进行正洗。正洗流量一般为2000L/h，冲洗约30分钟，以排出水符合纯化水水质指标为终点。
八、再生过程中可能出现的问题及对策
1、树脂混合后如果树脂间有气泡，可将柱内积水由下排阀排掉，打开排气阀，然后以很低的流速(使树脂层不动)以反洗的方式从柱体下部进水，当液面淹没全部树脂时，立即停止进水，以免树脂浮起分层。然后改用正洗方式再进行冲洗即可。
2、影响树脂再生程度的因素，主要有再生剂的用量、浓度、纯度、再生时间、再生剂的流速、再生时的温度等，在实际操作中应予注意。混床允许工作压力≤0.2MPa。