CN103756798B - 一种阴阳离子交换树脂清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阴阳离子交换树脂清洗剂。其组成及重量配比为，非离子表面活性剂5～25％，除垢剂1～8％，螯合剂2～10％，分散剂0～5％，余量为水；所述的非离子表面活性剂为HLB值大于10的聚氧乙烯醚、嵌段聚醚中的一种以上；所述的除垢剂为羧酸共聚物；所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠或膦酸基丁烷羧酸；所述的分散剂为丙烯酰胺三元共聚物。

Description

一种阴阳离子交换树脂清洗剂

技术领域：

本发明涉及一种阴阳离子交换树脂清洗剂。

背景技术：

工业上通常利用阴阳离子交换树脂的离子选择性，制取一定等级的一级或二级除盐水，在这种方法中，离子选择的结果是高价离子将取代低价离子。例如：001×7强酸性苯乙烯阳离子交换树脂用HR表示，水中各种阳离子(用C表示)，与阳离子树脂发生反应时，Cx++xHR＝CRX+xH+(x为离子价位)，当阳离子树脂失去交换能力时，用盐酸再生，并提供氢离子，CRX+xHCl＝xHR+CClx。201×7强碱性苯乙烯阴离子交换树脂用ROH表示，水中各种阴离子(用A表示)，与阳离子树脂发生反应时，Ax-+ROH＝RAX+xH2O(x为离子价位)，当阴离子树脂失去交换能力时，用氢氧化钠再生，并提供氢氧离子，RAX+xNaOH＝xROH+NaxA。

但离子交换树脂的反复使用，像油、油脂、金属沉淀物(铁、锰、铜等)、高分子量金属(铝、铅等)、氯、有机物(单宁、聚合物等)、淤泥和沙子等会与树脂接触，交换过程可能会受到抑制。这些因素会导致水质不佳，制水周期缩短，流速降低，树脂交换容量下降，直接导致再生次数增多、树脂磨损加大，树脂使用寿命缩短。

常规的处理方法是针对不同的树脂类型或污染物类型进行分别清洗，清洗和冲洗时间长，用水量大，污水排放量大，树脂容量恢复有限，严重污染的树脂只能弃之不用，造成严重经济损失。归纳起来，有以下处理方式：

树脂硅污染的处理方法：硅化合物污染发生在强碱阴离子交换器中，尤其是在强、弱型阴树脂联合应用的设备和系统中，其结果往往导致阴交换器的除硅效率下降。发生这种污染的原因是再生不充分，或树脂失效后没有及时再生。处理方法，可用稀的温碱液浸泡溶解。碱液浓度为2％，温度约40度。污染严重时，可使用加温的4％氢氧化钠溶液循环清洗。

树脂有机污染的处理方法：防止有机物污染的基本措施是在预处理中将水中有机物尽量除去，并采用抗污染树脂，如大孔弱碱阴树脂，丙烯酸系阴树脂对抗有机物污染很有效。常用复苏方法为碱性盐法。即用10％NaCl+4-6％NaOH混合液，用量为3个床体积，以缓慢的流速通过树脂层，当第2个床体积通过入后，浸泡树脂8小时或放置过夜，再通入第3床体积混合液。混合液需加温至40-50度。若在混合液中加1％左右磷酸钠或硝酸钠，或结合压缩空气搅拌树脂层，则效果更佳。当用碱性盐法效果不佳时，可以考虑用次氯酸钠溶液清洗。此时，在阴单床或混床系统，先用至少一个床体积的10％NaCl溶液通过树脂层，使树脂彻底失效。次氯酸钠溶液浓度为有效氯含量1％，用量为3个树脂床体积。第2个床体积溶液在树脂床内浸泡4小时，溶液不用加热。最后，微量的次氯酸钠必须淋洗(冲洗)干净，包括下水道中的废液。

树脂铁污染的处理方法：阳树脂中的铁主要来源于原水中的铁离子，特别是铁盐作为混凝剂时。阴树脂中的铁主要来源于再生液。被铁污染的树脂颜色变深，交换容量降低，并会加速阴树脂有降解。清除铁化合物的方法，通常是用加抑制剂的高浓度盐酸(10-15％)浸泡树脂5-12小时，甚至更长。也可用柠檬酸、氨基三乙酸、EDTA等络合物进行处理。

悬浮物污染处理方法：原水中的悬浮物会堵塞在树脂层的孔隙中，从而增大其水流阻力，也会覆盖在树脂颗粒的表面，因而降低其工作交换容量。为防止悬浮物污堵，主要是加强对原水的预处理，以降低水中悬浮物含量。

硫酸钙污染的处理方法：当有硫酸再生钙型阳树脂时，如操作不当时，有可能在树脂层中析出硫酸钙沉淀物。此时，不但再生后清洗困难，洗出液中总是有硬度，而且树脂的交换容量降低。防止硫酸钙沉淀的措施，一是降低再生液硫酸的浓度，二是加快再生液流速。也可采用分步再生法，其浓度逐步加大，流速逐步减慢。一旦发现硫酸钙沉淀时，可采用-10％的盐酸溶液浸泡1-2天，或改用盐酸再生数次。

综上，如果树脂污染物是多种，清洗过程非常繁琐，且长时间的清洗对树脂本身也是有害的。目前尚无一种通用型的温合型树脂清洗剂，可以解决硅、有机物、铁、悬浮物等树脂污染问题。

发明内容：

本发明正是针对上述问题，提供了一种阴阳离子交换树脂清洗剂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，其组成及重量配比为，非离子表面活性剂5～25％，除垢剂1～8％，螯合剂2～10％，分散剂0～5％，余量为水；

所述的非离子表面活性剂为HLB值大于10的聚氧乙烯醚、嵌段聚醚中的一种以上；

所述的除垢剂为羧酸共聚物；

所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠或膦酸基丁烷羧酸；

所述的分散剂为丙烯酰胺三元共聚物。

所述的非离子表面活性剂为异构十醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、丙二醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、异构十三醇无规聚醚中的一种以上；

所述的除垢剂为聚丙烯酸、聚马来酸、聚甲基丙烯酸或丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；

所述的分散剂为丙烯酸/磺酸/丙烯酰胺共聚物、丙烯酸/磺酸/丙烯酰胺共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物或2-甲基羧酸-磺酸-丙烯酰胺共聚物。

本发明的有益效果：

1、本发明用来清除阴、阳离子交换树脂表面的各类不溶性物质。可以在任意凝胶或大孔性结构的阴阳离子交换树脂的酸碱再生过程中使用，也可以在有阴阳树脂的存在的混合离子交换器系统中使用，不会对树脂的功能结构产生任何损坏。

2、延长再生周期，节省再生用的酸碱。

3、提高周期制水量。

4、减少了再生次数，也就减少了废酸和废碱的排放量，这样中和池的搅拌时间同时减少，延长了风机的寿命，节约了电力资源。

5、减少排污次数，减少水资源的浪费，节约运行成本，降低系统维护费用，节约了排污费及外排中和泵的电力消耗。

7、对清洗有机物和无机垢均特别有效，比如腐殖酸盐或酯，木质素，鞣酸类，其他脂肪酸和钙镁等无机盐类。

8、对环境无害，清洗树脂后排放的废水采用常规的生化处理工艺可以完全降解本品。

具体实施方式：

实施例1

先向反应釜加入759千克水，加热水温至30度，加入乙二胺四乙酸二钠38千克，丙烯酸/磺酸/丙烯酰胺共聚物23千克和聚丙烯酸45千克，搅拌30分钟，再加入异构十醇聚氧乙烯醚135千克，搅拌60分钟，冷却至25度，即可得成品。

将制得的清洗剂进行清洗试验。

清洗前，先对树脂床进行必要的冲洗，然后向离子交换器中按离子交换树脂体积的5-15％通过喷射器投加制得的树脂清洗剂，投加后注进精制水，进满后用压缩空气进行漂洗，漂洗过程中用空压风搓洗，再静止，交替进行；漂洗后，用脱盐水正洗，待到泡沫明显减少后，再次加入相同量的树脂清洗剂，重量上述过程；待到泡沫明显减少后直接进精制水冲洗，冲洗到无泡沫时停止；冲洗结束后转入树脂正常再生阶段。

应用现场有8台树脂床，平均每小时制水78吨，阳床再生周期为35小时，阴床再生周期为37小时，阳床平均周期制水量为2650吨，阴床平均制水量为3000吨。随运行时间延长及再生频率增加，出现了树脂交换容量下降，每小时制水量下降，再生周期缩短的现象。

使用制得的清洗剂的具体效果见表1。

表1

由表1可知，使用后，周期制水量得到了相当好的恢复，大幅提高了树脂产水量，恢复了树指的交换容量。

实施例2

先向反应釜加入741千克水，加热水温至30度，加入膦酸基丁烷羧酸25千克，丙烯酸/磺酸/丙烯酰胺共聚物18千克和聚马来酸34千克，搅拌30分钟，再加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚182千克，搅拌60分钟，冷却至25度，即可得成品。

将制得的清洗剂进行清洗试验。

清洗前，先对树脂床进行必要的冲洗，然后向离子交换器中按离子交换树脂体积的5-15％通过喷射器投加制得的树脂清洗剂，投加后注进精制水，进满后用压缩空气进行漂洗，漂洗过程中用空压风搓洗，再静止，交替进行；漂洗后，用脱盐水正洗，待到泡沫明显减少后，再次加入相同量的树脂清洗剂，重量上述过程；待到泡沫明显减少后直接进精制水冲洗，冲洗到无泡沫时停止；冲洗结束后转入树脂正常再生阶段。

应用现场有6台树脂床，平均每小时制水82吨，阳床再生周期为36小时，阴床再生周期为38小时，阳床平均周期制水量为2700吨，阴床平均制水量为3250吨。树脂一年补充一次，每次检修，单个罐补充1～2吨左右的树脂。运行中反映的最大问题是，随着运行时间延长及再生频率增加，出现了树脂颜色变深，每小时制水量下降，再生周期缩短的现象。

使用制得的清洗剂的具体效果见表2。

表2

由表2可知，使用后，周期制水量得到了相当好的恢复，大幅提高了树脂产水量，恢复了树指的交换容量。

Claims (2)

1.一种阴阳离子交换树脂清洗剂，其特征在于，其组成及重量配比为，非离子表面活性剂5～25％，除垢剂1～8％，螯合剂2～10％，分散剂1.8～2.3％，余量为水；

所述的非离子表面活性剂为HLB值大于10的聚氧乙烯醚、嵌段聚醚中的一种以上；

所述的除垢剂为羧酸共聚物；

所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠或膦酸基丁烷羧酸；

所述的分散剂为丙烯酰胺三元共聚物。

2.根据权利要求1所述的阴阳离子交换树脂清洗剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为异构十醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚、丙二醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、异构十三醇无规聚醚中的一种以上；

所述的除垢剂为聚丙烯酸、聚马来酸、聚甲基丙烯酸或丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；

所述的分散剂为丙烯酸/磺酸/丙烯酰胺共聚物或2-甲基羧酸-磺酸-丙烯酰胺共聚物。