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离子交换树脂为什么会被氧化

日期:2019-11-08 来源:漂莱特网

离子交换树脂在运行过程中,树脂被氧化的情况屡见不鲜,而且对于树脂的使用寿命会有一定的影响。但是离子交换树脂氧化原因及对应的措施却比较少见。今天就为大家盘点离子交换树脂氧化原因及预防方法。
 
一、离子交换树脂氧化的原因
离子交换树脂被氧化主要发生在强型离子交换树脂上。即强酸离子交换树脂和强碱离子交换树脂。自来水中残留的活性氯,是造成强酸阳离子交换树脂被氧化的最主要的原因。近年来,随着水质越来越恶化,对水质的要求却越来越高,供水单位往往都往水里加入过量的液氯,以加强对水中细菌的灭杀。但残余的游离氯含量的超标却忽视了,以致造成阳离子交换树脂的氧化。阳离子交换树脂被氧化后,其骨架断链,产生低分子的磺酸化合物剂羧酸基团,并对其后的强碱阴离子交换树脂造成污染。阳离子交换树脂被氧化后外观表现为颜色变淡、透明度增加、含水量增大、体积变大并破碎,使运行压差增大。近年来,全国各地,都出现了强阳离子交换树脂被氧化的情况。根据标准要求,水中的游离氯的含量必须小于0.1mg/l。

二、防止阳离子交换树脂被氧化的方法主要注意如下几点:
1、控制预处理时的加氯量,使最终进入阳床的游离氯含量<0.1mg/l,尤其注意以自来水作为水源的游离氯含量。
2、添加Na2SO3等还原剂。对于1mg/l含量的Cl2,加入2mg/l的Na2SO3,即可起到保护离子交换树脂不被氧化的效果。添加Na2SO3的效果对照见下表:
试验编号 运行时间(月) Na2SO3的添加情况 体交对比(mmol/l) 
1 6 未添加 0.9 
2 12 添加 1,86 
3 12 添加 1.90 
3、活性炭吸附游离氯
活性炭除氯不只是简单的物理吸附,当活性炭表面的氯含量达到一定浓度时,会发生如下反应:
Cl2+H2O→HOCl+HCl
C′+HOCl→CO′+HCl
  式中:C′为活性炭;
CO′为活性炭表面上生成的氧化物;
活性炭的处理含活性氯的水量约为其体积的10万倍。若活性炭仅作为除游离氯的功能,则可将Cl2>0.1mg/l作为活性炭的失效终点。
除了水中含有人为加入的游离氯外,有的再生剂盐酸中也含有次氯酸(或次氯酸钠)等强氧化剂。因此,严禁使用副产品的盐酸。
4、选用大孔型的强酸离子交换树脂
除了已知的氧化物对强阳离子交换树脂的氧化外,还出现了不明成分的氧化物对阳离子交换树脂的伤害。这些水质若用现有的水处理检测方法,很难检测出其氧化物的成分,但是,离子交换树脂所反映出的反常现象却符合被氧化的一切特征。因此,目前原水水质的变化趋势,也反映出环境恶化的复杂性。对于这样的水质,建议使用大孔型的阳离子交换树脂(D001),因其交联度较高,抗氧化性较强。
5、强碱离子交换树脂被氧化后,主要表现为季胺基团逐渐降解为叔胺(仲、伯胺)等弱碱基团,使离子交换树脂对弱酸阴离子的交换能力降低(甚至丧失),起不到除硅的效果。水中的溶解氧是造成强阴离子交换树脂被氧化的主要原因。温度的升高和有重金属存在时,可以加快氧化的进行。另外碱液中的ClO3-和(FeO4)2-(高铁酸盐,强氧化剂)也是强阴离子交换树脂的氧化剂源,应注意碱液质量。