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有机物污染对强碱性阴离子交换树脂的影响

发布时间:2021-08-18浏览:134次

有机物污染对强碱阴树脂的影响

1. 强碱阴树脂对有机物的吸着力。天然水中的有机物(以富维酸和腐殖酸为代表)经过H+交换及除碳后,因pH值的降低,有机物几乎全部以分子状态存在于阴床进水中。因为腐殖酸分子量大,疏水性强,与强碱阴树脂的苯乙烯—二乙烯苯聚合的骨架具有较强的吸附能力—范德华力,同时,这些大分子的有机酸都含有多个羧酸基团,与OH型强碱阴树脂的季胺基官能团也具有较强的化学亲和力,因此使有机酸被强碱树脂牢固地吸着于颗粒表面。

强碱阴树脂的骨架改为亲水性的丙烯酸与二乙烯苯的聚合物,减少了骨架对有机酸吸附的范德华力,会使有机酸的吸着率略有降低。
如将OH型强碱阴树脂改为Cl型,则因改变了有机酸与强碱阴树脂的OH之间的酸碱中和反应,使化学亲和力下降,树脂对有机物的吸着率也会降低。这种基团型态对有机物吸着的影响大于骨架材质的影响。

2. 有机物的再生洗脱。新的凝胶型强碱阴树脂的对有机物的吸着率很高(95%),洗脱率却很低(15%)。随着运行周期的增加,吸着率基本不变,洗脱率虽从15 %上升到60 %以上。但是,到树脂工作交换容量开始降低时,洗脱率也只有60 %,这说明有机物仍不断地在树脂上积聚,它会进一步降低树脂的工作交换容量,并使出水质量恶化。

3. 有机物特性的影响。分子量比较大的腐殖酸,一方面由于分子量大,亲水性较差,另一方面因为所含的—COOH较少,所以它们主要是以范德华力吸附于树脂的骨架上,难于洗脱。富维酸则因分子量小,含有的—COOH多,所以多以化学亲和力与树脂的多个交换基团相结合,再生过程中较容易被洗脱。

对天然水中的有机物根据其在水中的溶解度,可以分为悬浮的、胶体的和溶解的三种。对于以物理吸附作用附着于树脂表面的悬浮有机物,可以使用加强过滤或对污染的树脂进行空气擦洗、超声波清洗等方法去除。胶体的有机物一般是带有负电荷的,它们的粒径在0.2~1.0nm之间,对树脂的污染既是物理性的,又是化学性的,可通过混凝澄清或超过滤的方法去除。溶解性的有机物是污染强碱阴树脂的主要成分,它们以范德华力和化学亲和力吸着于强碱阴树脂,洗脱率低,终影响树脂的工作交换容量和出水质量。

4. 对树脂工作交换容量的影响。由于强碱阴树脂上有机物的不断积聚,一方面部分交换基团被占据,再生时不能洗脱,减少了树脂的交换容量;另一方面这些有机物会在运行中不断溶解,并因有机酸的酸性比H2SiO3强,而抵制强碱阴树脂对H2SiO3的吸收,造成H2SiO3过早地在出水中漏过。因为阴床的失效终点是用SiO2的漏过量确定的,所以H2SiO3过早的漏过必然会使树脂的工作交换容量降低。后者只降低树脂的工作交换容量,而全交换容量不变。

5. 对出水质量的影响。被有机物污染的强碱阴树脂,因为附着有许多大分子的有机酸,它们所含的部分被水中的矿质酸所排代,这就造成出水电导率的升高。这一作用,一方面增加了清洗水的用量和清洗时间,另一方面有机酸溶入出水中也会造成出水质量的降低。 
树脂上附着的有机酸,也会逐渐溶于出水中,使出水的pH值降低,SiO2含量增大。


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