工业水处理中受污染的凝胶型强碱阴树脂复苏方法

  本发明涉及的是一种水处理的辅助技术，具体地说是一种工业水处理中受污染的凝胶型强碱阴树脂复苏技术。

  离子交换树脂大范围的应用于电力、电子、医药、食品等所有的领域的水处理工艺中，用于制取各种软化水、纯水和超纯水，且常采用“强酸型阳离子树脂-脱气-强碱型阴离子树脂”复合除盐工艺，即预处理后的进水先经过强酸阳床树脂，去除钙、镁、钠等阳离子，出水为酸性水，随后通过除二氧化碳器去除CO2，最后由阴床去除水中硫酸根、氯离子、碳酸氢根、硅酸根等阴离子。

  对于地表水，一般会用混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附的常规处理工艺。该工艺主要去除水源水中的悬浮物和胶体物质，以出水浊度、色度和铁锰含量作为控制目标，但对腐殖酸、富里酸等天然有机物和人工合成的各种有机化合污染物去除率较低，以至在经历预处理后，仍有一定量的化合污染物进入阴床，使其受到污染。

  强碱阴树脂被污染后，从外观上看颜色逐步加深，交换容量下降，正洗水量增加，出水电导率增加，出水有机物和二氧化硅含量增大。树脂的交换容量下降，制水周期缩短，增加了再生的次数和再生药剂的用量，频繁再生也将影响生产的基本工艺的正常运行。此外，脱盐水主要供给中压和高压锅炉，产生蒸汽推动汽轮机运转。水中的有机物进入锅炉后热分解为碳酸、甲酸、乙酸、丙酸，对汽轮机叶片和锅炉材料引起腐蚀。硅进入锅炉后，在高温的条件形成硅垢，使锅炉受热不均而引发事故。

  随着工业水源水中污染物种类和浓度的增加，工业水处理中通常所采用的强碱阴树脂受到污染的情况越来越复杂，常规的再生工艺已很难有效地恢复树脂的交换容量。

  发明内容本发明的目的是提供一种能在不影响生产正常运行的前提下，短时间内复苏阴树脂，使阴树脂复苏后的交换容量接近新树脂的水平，降低再生碱耗的工业水处理中受污染的凝胶型强碱阴树脂复苏方法。

  本发明的目的是这样实现的第一步检测机械强度检验测试树脂的耐磨率和磨后圆球率，选择耐磨率大于85％、磨后圆球率大于75％的树脂进行进行复苏处理；

  第二步受污树脂污染类型的鉴别取少量树脂放入试管中，再注入两倍树脂体积的水，经振荡后，用分光光度法确定油污染程度；取少量树脂放入试管中，用6mol/L浓盐酸浸泡树脂30分钟，取出一部分酸液，向其中滴加饱和亚铁，确定树脂受到铁污染程度；取少量树脂放入试管，用10％的氯化钠溶液浸泡处理20-30分钟，再用10％NaCL与4％NaOH混合液500ml在40℃条件下，浸泡湿树脂24小时，测浸泡液的总有机碳(TOC)或COD，确定树脂受到有机物的污染程度；第三步污染树脂复苏根据第二步鉴别出的树脂污染类型，按照除油污染、除铁污染、除有机污染的顺序，选择按照下列一种或者是一种以上方法依次进行复苏处理1、油污染的处理方法树脂先用浓度为8％的NaCl溶液进行再生，在40-50℃温度下用0.1％-0.2％非离子表面活性剂FL-9(聚三氟氯乙烯)作为复苏液进行除油，复苏液的总体积为树脂体积的2倍，处理后倒出复苏废液，将复苏后的树脂用纯水冲洗干净。

  2、铁污染的处理方法(1)用浓度为10％、温度为40±2℃的氯化钠，对树脂进行循环处理2小时，排放废液，再用脱盐水清洗2小时至出水接近中性；(2)用脱盐水将阴树脂床充满，向浓度为10％的盐酸中加亚硫酸钠，使亚硫酸钠浓度达到5％，在40±2℃温度下，对树脂进行循环4小时后排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性。

  3、有机污染树脂的处理方法轻度有机污染的处理方法配制浓度为4％的氢氧化钠溶液和10％的氯化钠溶液等体积混合液，并在其中配入0.4％Tritonx-100(非离子表面活性剂，又称聚氧乙烯叔辛基酚)辅助药剂，形成复苏液，在40℃的条件下用复苏液对树脂循环处理8-12小时。

  重度有机污染树脂的处理方法4％NaOH与10％NaCL的等体积混合液混合液中配入有效氯浓度为0.5％的次氯酸钠或4％NaOH与10％NaCL等体积混合液中配入1％的双氧水形成复苏液，用复苏液对树脂进行循环复苏处理4小时。

  循环复苏处理的工艺流程为将受污染树脂阴床的下入口与计量泵、白钢槽、反冲洗罐相连，反冲洗罐的上入口与受污染树脂阴床上出口相连组成复苏循环系统。

  本发明的方法在不影响正常生产的情况下对生产车间的受污染凝胶型强碱型阴离子树脂进行复苏处理。根据树脂不同的受污染情况，提出对应的树脂复苏办法。针对阴离子树脂较难复苏的有机物污染，提出独特的复苏技术。在盐碱混合液(4％NaOH与10％NaCL)中配入有效氯浓度为0.5％的次氯酸钠或在盐碱混合液(4％NaOH与10％NaCL)配入1％的双氧水形成复苏液有高效的除受有机物污染树脂的能力，历时较短且复苏后树脂接近新树脂的产水能力。

  随着工业水源水中污染物种类和浓度的增加，工业水处理中通常所采用的强碱阴树脂受到污染的情况越来越复杂，常规的再生工艺已很难有效地恢复树脂的交换容量，污染严重的树脂需要采用复苏技术恢复其交换容量。考虑到新购树脂价格较高(约2.5万元/吨)，如采用经济高效的复苏技术对受污染树脂进行交换容量的恢复，将节省大量的制水费用。本技术通过多年的研究，详细分析了受污染强碱型阴离子树脂的污染特征和污染类型，针对受污染树脂受污染特点，提出高效经济的受污染树脂复苏方法，并提出不影响正常生产的复苏技术，生产应用证明本技术经济高效，复苏阴树脂平均3100元/吨。

  (五)具体实施方案下面结合附图举例对本发明做更详细的描述将受污染树脂阴床1的下入口与计量泵4、白钢槽3、反冲洗罐2的下出口相连，反冲洗罐的上入口与受污染树脂阴床上出口相连组成复苏循环系统。

  白钢槽底部设有电加热装置和温度控制仪，用于调整复苏液的温度，借助水处理车间用于树脂反冲洗的钢罐调节复苏液容积，复苏溶液的总体积约为树脂体积的2倍。在白钢槽中配复苏液，用计量泵将复苏液打入阴床，循环经反洗罐回到白钢槽，在白钢槽中加热恢复复苏液的温度。复苏结束，用脱盐水冲洗阴床至出水清澈，用正常再生药剂两倍的量进行再生，进行新树脂床和复苏后旧树脂出水指标的比较。

  第一步检测机械强度按中华人民共和国石油化学工业部部标准(HG 2-886-76)检测树脂的耐磨率和磨后圆球率。当树脂耐磨率大于85％，磨后圆球率大于75％时，树脂机械强度满足使用上的要求，即树脂结构完好，有复苏受污染树脂的价值。

  第二步受污树脂的除污染顺序和污染类型的鉴别阴树脂常受污染类型为油污染、铁污染和有机物污染，首先要鉴别树脂的污染类型。如是复合污染，其除污染顺序是除油、除铁和除有机物污染物，如是单一污染，则选用以下相应的复苏技术即可。

  将树脂去除少量放入试管，再注入两倍树脂体积的水，经激烈振荡后观察水面出没出现“彩虹”，初步判断油污染程度，再用分光光度法确定油污染程度。

  将树脂去除少量放入试管，用6mol/L浓盐酸浸泡树脂30分钟，取出一部分酸液，向其中滴加饱和亚铁，当有不同程度的普鲁士蓝沉淀时，可认定树脂受到铁污染程度。

  将树脂去除少量放入试管，用10％的氯化钠溶液处理，振荡后观察盐水的颜色初步判段受有机污染程度，再用10％NaCL与4％NaOH混合液500ml在40℃条件下，浸泡湿树脂24小时，测浸泡液的总有机碳(TOC)或COD，来认定树脂受到有机物的污染程度。

  第三步污染树脂复苏根据是单独油污染、铁污染或者是有机污染，还是他们中的两种或者是三种混合污染选择下列的一种、两种或者是三种方法，按照先除油污染、再除铁污染，最后除有机污染的顺序依次进行复苏处理油污染的复苏方法树脂先用8％的NaCl溶液进行再生，除去树脂中的Ca2+和一部分铁离子，防止在除油的过程中产生的Ca(OH)2沉淀污染树脂。在40-50℃时先用0.1％-0.2％非离子表面活性剂FL-9(聚三氟氯乙烯)作为复苏液除油。复苏液的总体积为树脂体积的2倍。在经过一段时间的复苏处理后，倒出复苏废液，将复苏后的树脂用纯水冲洗干净。

  铁污染的复苏方法第一步，树脂转型。将氯化钠加到白钢槽中，加水调整氯化钠的浓度到10％，保持温度40±2℃，循环2小时排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性。第二步，除铁。用脱盐水将阴床充满，然后把33％的盐酸加入白钢槽内，槽内加水使盐酸浓度达到10％。往槽内加亚硫酸钠，使其浓度达到5％。在40±2℃条件下，循环4小时后排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性。

  轻度有机污染树脂的复苏方法可采用盐碱混合液复苏，配制4％的氢氧化钠溶液和10％的氯化钠溶液等体积混合液，并在其中配入0.4％Tritonx-100(非离子表面活性剂，又称聚氧乙烯叔辛基酚)辅助药剂，形成复苏液，在40℃的条件下复苏8-12小时，复苏方法见图1。

  重度有机污染树脂的复苏方法可采用化学氧化法复苏，出现铁污染时先用5％的亚硫酸钠溶液除铁。再配置复苏液除有机物，盐碱混合液(4％NaOH与10％NaCL)中配入有效氯浓度为0.5％的次氯酸钠或盐碱混合液(4％NaOH与10％NaCL)配入1％的双氧水形成复苏液，复苏4小时即可。

  具体复苏过程举例以复苏15吨受有机物和铁污染阴树脂为例，复苏溶液的总体积约为树脂体积的2倍，先进行除铁，后除有机物。

  树脂转型。将6吨98％的氯化钠加到白钢槽中，加水调整氯化钠的浓度到10％，保持温度40±2℃，循环2小时排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性。

  除铁。用脱盐水将阴床充满，然后把8.5吨33％的盐酸加入白钢槽内，槽内加水使盐酸浓度达到10％。往槽内加亚硫酸钠，使其浓度达到5％。在40±2℃条件下，循环4小时后排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性复苏有机污染。将4％的氢氧化钠打入阴床使阴床充满，将3吨98％的氯化钠加入白钢槽内，再加640kg次氯酸钠，通过加水使槽内氯化钠的浓度为10％，和氢氧化钠溶液混合次氯酸钠有效氯的浓度为0.5％，在温度为35±2℃的条件下，循环复苏4小时，排放废液。

  除残留氧化剂。将30吨3％的亚硫酸钠溶液打入阴床使阴床充满，保持2小时后，排放废液。

  1.一种工业水处理中受污染的凝胶型强碱阴树脂复苏方法，第一步检测机械强度检验测试树脂的耐磨率和磨后圆球率，选择耐磨率大于85％、磨后圆球率大于75％的树脂进行进行复苏处理；第二步受污树脂污染类型的鉴别取少量树脂放入试管中，再注入两倍树脂体积的水，经振荡后，用分光光度法确定油污染程度；取少量树脂放入试管中，用6mol/L浓盐酸浸泡树脂30分钟，取出一部分酸液，向其中滴加饱和亚铁，确定树脂受到铁污染程度；取少量树脂放入试管，用10％的氯化钠溶液浸泡处理20-30分钟，再用10％NaCL与4％NaOH混合液500ml在40℃条件下，浸泡湿树脂24小时，测浸泡液的总有机碳(TOC)或COD，确定树脂受到有机物的污染程度；第三步污染树脂复苏根据第二步鉴别出的树脂污染类型，按照除油污染、除铁污染、除有机污染的顺序，选择按照下列一种或者是一种以上方法依次进行复苏处理A、油污染的处理方法树脂先用浓度为8％的NaCl溶液进行再生，在40-50℃温度下用0.1％-0.2％非离子表面活性剂FL-9(聚三氟氯乙烯)作为复苏液进行除油，复苏液的总体积为树脂体积的2倍，处理后倒出复苏废液，将复苏后的树脂用纯水冲洗干净。B、铁污染的处理方法(1)用浓度为10％、温度为40±2℃的氯化钠，对树脂进行循环处理2小时，排放废液，再用脱盐水清洗2小时至出水接近中性；(2)用脱盐水将阴树脂床充满，向浓度为10％的盐酸中加亚硫酸钠，使亚硫酸钠浓度达到5％，在40±2℃温度下，对树脂进行循环4小时后排放废液，用脱盐水清洗2小时至出水接近中性。C、有机污染树脂的处理方法轻度有机污染的处理方法配制浓度为4％的氢氧化钠溶液和10％的氯化钠溶液等体积混合液，并在其中配入0.4％Tritonx-100(非离子表面活性剂，又称聚氧乙烯叔辛基酚)辅助药剂，形成复苏液，在40℃的条件下用复苏液对树脂循环处理8-12小时。重度有机污染树脂的处理方法4％NaOH与10％NaCL的等体积混合液混合液中配入有效氯浓度为0.5％的次氯酸钠或4％NaOH与10％NaCL等体积混合液中配入1％的双氧水形成复苏液，用复苏液对树脂进行循环复苏处理4小时。

  本发明提供的是一种工业水处理中受污染的凝胶型强碱阴树脂复苏方法。第一步检测机械强度；第二步受污树脂污染类型的鉴别；第三步根据第二步鉴别出的树脂污染类型，按照除油污染、除铁污染、除有机污染的顺序，依次进行复苏处理。将受污染树脂阴床的下入口与计量泵、白钢槽、反冲洗罐相连，反冲洗罐的上入口与受污染树脂阴床上出口相连组成复苏循环系统。本发明的方法在不影响正常生产的情况下对生产车间的受污染凝胶型强碱型阴离子树脂进行复苏处理。根据树脂不同的受污染情况，提出对应的树脂复苏办法。

  发明者李伟光, 陈志强, 陈希勇, 张险峰, 魏黎明 申请人:哈尔滨工业大学