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有機物污染對強堿陰離子交換樹脂的影響
2018.02.28   點擊1635次

  (1) 有機物特性的影響,分子量比較大的腐殖酸,一方面由于分子量大,親水性較差,另一方面因為所含的-COOH較少,所以它們主要是以范德華力吸附于離子交換樹脂的骨架上,難于洗脫。富維酸則因分子量小,含有的-COOH多,所以多以化學親和力與樹脂的多個交換基團相結合,再生過程中較容易被洗脫。

  (2) 對工作交換容量的影響。由于強堿陰離子交換樹脂上有機物的不斷積聚,一方面部分交換基團被占據,再生時不能洗脫,減少了樹脂的交換容量;另一方面這些有機物會在運行中不斷溶解,并因有機酸的酸性比H2SiO3強,而抵制強堿陰樹脂對H2SiO3的吸收,造成H2SiO3過早地在出水中漏過。因為陰床的失效終點是用SiO2的漏過量確定的,所以H2SiO3過早的漏過必然會使樹脂的工作交換容量降低。后者只降低樹脂的工作交換容量,而全交換容量不變。

  (3) 對出水質量的影響。被有機物污染的強堿陰離子交換樹脂,因為附著有許多大分子的有機酸,它們所含的部分被水中的礦質酸所排代,這就造成出水電導率的升高。這一作用,一方面增加了清洗水的用量和清洗時間,另一方面有機酸溶入出水中也會造成出水質量的降低。樹脂上附著的有機酸,也會逐漸溶于出水中,使出水的pH值降低,SiO2含量增大。

  (4) 強堿陰樹脂對有機物的吸著力。天然水中的有機物(以富維酸和腐殖酸為代表)經過H+交換及除碳后,因pH值的降低,有機物幾乎全部以分子狀態存在于陰床進水中。因為腐殖酸分子量大,疏水性強,與強堿陰離子交換樹脂的苯乙烯-二乙烯苯聚合的骨架具有較強的吸附能力-范德華力,同時,這些大分子的有機酸都含有多個羧酸基團,與OH型強堿陰樹脂的季胺基官能團也具有較強的化學親和力,因此使有機酸被強堿樹脂牢固地吸著于顆粒表面。

  強堿陰離子交換樹脂的骨架改為親水性的丙烯酸與二乙烯苯的聚合物,減少了骨架對有機酸吸附的范德華力,會使有機酸的吸著率略有降低。如將OH型強堿陰樹脂改為Cl型,則因改變了有機酸與強堿陰樹脂的OH之間的酸堿中和反應,使化學親和力下降,樹脂對有機物的吸著率也會降低。這種基團型態對有機物吸著的影響大于骨架材質的影響。

  (5) 有機物的再生洗脫。新的凝膠型強堿陰樹脂的對有機物的吸著率很高(95%),洗脫率卻很低(15%)。隨著運行周期的增加,吸著率基本不變,洗脫率雖從15%上升到60%以上。但是,到離子交換樹脂工作交換容量開始降低時,洗脫率也只有60%,這說明有機物仍不斷地在樹脂上積聚,它會進一步降低樹脂的工作交換容量,并使出水質量惡化。

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