離子交換樹脂的氧化和降解

強鹼陰樹脂遭受氧化後，主要表現為季胺基團的逐漸降解，而不會發生骨架的斷鏈。強鹼陰樹脂的降解主要是季胺基團按順序分解為叔、仲、伯胺，甚至非鹼性物質。在化學除鹽工藝中，其主要表現為中性鹽分解容量，特別是矽交換容量的降低。

樹脂的化學穩定性可以用其耐受氧化劑作用的能力表示。陽樹脂被氧化後主要發生骨架的斷鏈，而陰樹脂則主要表現為季胺基團的降解。

1、陽樹脂的氧化：

陽樹脂被氧化後主要表現為骨架斷鏈，生成低分子的磺酸化合物以及羧酸基團

其反應為： —ch—ch2— —ch—ch2o) → ◇ + r so3h \ \ so3h so3h o ‖ —ch—ch2— —c—ch2oso3h so3h

備註：因發表框內不具備插圖功能，借用「◇」代表苯環，還望各位見諒。

陽樹脂遇到的氧化劑主要是游離氯與水反應生成的氧

其反應如下： cl2 + h2o → hocl + hcl hocl → hcl + (o)

過去原水中的游離氯主要來自生活用水的消毒。近年來，由於天然水中有機物含量和細菌的增多，在混凝、澄清之前也需加氯，以達到滅菌和降低cod的作用，因此，必須注意游離氯對陽樹脂的損害。再生過程中，如果使用質量差的工業鹽酸或副產品鹽酸，其中含有氧化劑也會對陽樹脂造成損害。

一般要求進入化學除鹽裝置的原水中，游離氯的含量應小於0.1mg/l。

防止陽樹脂被氧化的方法：

(1)活性炭過濾。防止陽樹脂被氧化的常用方法是通過活性炭過濾。活性炭脫除游離氯的原理，不單純是吸附作用，而是一種表面上的化學反應。

當活性炭表面吸附的氯達到一定濃度時，就會發生下列反應：

cl2 + h2o → hocl + hcl c* + hocl → co* + hcl

式中：c*——活性炭;　　　　　co*——活性炭表面上生成的氧化物。

如果有充分的氯參加反應，co*可以變為co或co2逸出，留下的活性炭可以繼續吸附游離氯。為此，為了脫除游離氯，可以使用較高的過濾流速(約50m/h)。同時，活性炭吸著游離氯時具有很高的吸著容量(每克活性炭約可吸著6.

5mg以上的cl2)。

用活性炭去除水中的游離氯可以使用下列經驗公式進行計算：

co 0.5l lg —— = k —— c v

式中：co——進水游離氯的含量，mg/l;

c——出水游離氯的含量，mg/l;

l——活性炭層高，m;

v——過濾流速，m/h。

考慮到hocl的反應速度較慢，

將上述公式修正為： co l lg —— = k —— c v 　　製造活性炭的原材料一般對脫氯效率無影響。

水中有膠體或高濃度的有機物存在，將會嚴重縮短活性炭作為脫氯劑的壽命。　　活性炭過濾器僅用於脫除游離氯時，可以用漏cl2量≥0.1mg/l作為終點。

活性炭的壽命是很長的，例如：在活性炭層高0.76m，過濾速度6.

1m/h的條件下，對游離氯含量2mg/l的水進行脫氯，其使用壽命約為6年左右。

(2)選用高交聯度的陽樹脂。隨著樹脂交聯度的增大，其抗氧化效能增強。　　陽樹脂被氧化後，由於斷鏈使骨架疏鬆，體積膨脹，含水量增大。

大孔型陽樹脂因為交聯度高，具有較好的抗氧化效能。但是，隨著樹脂交聯度的增加，其交換容量降低，**增高，因此，在實際中很少使用。

強鹼陰樹脂的降解：

強鹼陰樹脂在執行中遇到的氧化劑主要是水中溶解氧，再生過程中遇到的氧化劑主要是鹼中所含的clo3-和feo42-。　　季胺基團受氧化的反應，如下式所示：

/ch3 (o) /ch3 (o) (o) r—n—ch3 ——→ r—n ——→ r=n—ch3——→ r≡n ——→非鹼性物質 \ch3 \ch3 　　強鹼ⅰ型陰樹脂的抗氧化效能優於強鹼ⅱ型。強鹼陰樹脂在長期使用中，其交換容量會逐漸降低。

防止強鹼陰樹脂降解的方法

(1)使用真空除氣器，減少陰床進水中的含氧量。

(2)做好鹼液貯存及輸送裝置的防腐工作，降低再生液的含鐵量。

(3)採用隔膜法製造的純鹼，降低鹼液中naclo3的含量(可降低至6-7mg/l)。

(4)控制再生液溫度：ⅰ型陰樹脂不得高於40℃;ⅱ型陰樹脂不得高於35℃。

(5)樹脂應以氯型在低溫下儲存。