Хімічна стійкість смоли може бути виражена її здатністю протистояти дії окислювача. Після окислення катіонної смоли ланцюг скелета в основному розривається, тоді як аніонна смола в основному розкладається групами четвертинних амінів.
1. Окисленнякатіонсмола:
Коли катіонна смола окислюється, скелет руйнується, і утворюються низькомолекулярні сполуки сульфонової кислоти та групи карбонових кислот. Реакція така:
Окислювач, з яким стикається катіонна смола, - це в основному кисень, що утворюється в результаті реакції вільного хлору та води, і реакція виглядає наступним чином:
У минулому вільний хлор у сирій воді в основному надходив під час дезінфекції побутової води. В останні роки через збільшення вмісту органічної речовини та бактерій у природній воді хлор також слід додавати перед коагуляцією та освітленням для досягнення стерилізації та зниження ГПК. Тому слід звернути увагу на шкоду вільного хлору для катіонної смоли. У процесі регенерації, якщо використання низькоякісної промислової соляної кислоти або побічної соляної кислоти, яка містить окислювачі, також призведе до пошкодження катіонної смоли. Зазвичай вимагається, щоб вміст вільного хлору був меншим за 0,1 мг/л у сирій воді обладнання для хімічної демінералізації.
2. Методи попередженнякатіонсмола від окислення:
(1) Фільтрація активованим вугіллям. Поширеним методом запобігання окисленню катіонної смоли є фільтрація активованим вугіллям. Принцип видалення активованим вугіллям вільного хлору полягає не просто в адсорбції, а в хімічній реакції на поверхні. Коли адсорбований на поверхні активованого вугілля хлор досягне певної концентрації, відбуватимуться такі реакції:
Де: C* -- активоване вугілля;
CO* - оксид, що утворюється на поверхні активованого вугілля.
Якщо достатньо хлору для участі в реакції, CO* може бути замінений на CO або CO2, що виходить, залишаючи активоване вугілля, яке може продовжувати адсорбувати вільний хлор. З цієї причини для видалення вільного хлору можна використовувати більш високу швидкість потоку фільтрації (близько 50 м/год). У той же час активоване вугілля має високу адсорбційну здатність, коли він поглинає вільний хлор (приблизно 6,5 мг Cl2 на грам активованого вугілля).
Видалення вільного хлору з води за допомогою активованого вугілля можна розрахувати за такою емпіричною формулою:
Де: CO -- вміст вільного хлору, мг/л;
C -- Вміст вільного хлору в стічних водах, мг/л;
L -- висота активованого вугілля, м;
V -- фільтраційна витрата, м/год.
Враховуючи повільну швидкість реакції HOCl, наведену вище формулу змінено таким чином:
Сировина, яка використовується для виготовлення активованого вугілля, як правило, не впливає на ефективність дехлорування.
Наявність у воді колоїдів або високих концентрацій органічних речовин значно скоротить термін служби активованого вугілля як дехлоруючого агента.
Коли фільтр з активованим вугіллям використовується лише для видалення вільного хлору, кількість витоку Cl2, що перевищує або дорівнює 0,1 мг/л, може використовуватися як кінцева точка. Термін служби активованого вугілля дуже довгий, наприклад: за умови шару активованого вугілля 0.76 м і швидкості фільтрації 6,1 м/год вода з вмістом вільного хлору 2 мг/л дехлорується, і її обслуговування тривалість життя близько 6 років.
(2) Вибір високого ступеня зшивання позитивної смоли. Зі збільшенням ступеня зшивання смоли посилювалися її антиоксидантні властивості.
Після окислення катіонної смоли скелет розпушується через розрив ланцюга, збільшується об’єм і збільшується вміст води. Завдяки високому ступеню зшивання велика пориста позитивна смола має кращі антиоксидантні властивості. Проте зі збільшенням ступеня зшивання смоли знижується її обмінна здатність і зростає ціна, тому на практиці вона використовується рідко.
3. деградація сильної лужної аніонної смоли:
Після окислення сильної лужної аніонної смоли основною продуктивністю є поступова деградація четвертинних амінних груп, і розриву ланцюга скелета не відбудеться. Деградація міцної лужно-негативної смоли полягає в основному в послідовному розкладанні четвертинних аміногруп на третинні, вторинні, первинні аміни та навіть нелужні речовини. У процесі хімічного знесолення це в основному проявляється як зниження здатності до розкладання нейтральної солі, особливо здатності обміну кремнію. Окислювач, який зустрічається під час роботи міцної лужно-негативної смоли, в основному є розчиненим у воді киснем, а окислювач, який зустрічається в процесі регенерації, - це переважно ClO3- і FeO42-, що містяться в лугу.
Реакція окислення четвертинних аміногруп показана наступним чином:
Антиоксидантні властивості сильної луги типу I негативної смоли кращі, ніж у сильної луги типу II. При тривалому використанні сильної лужно негативної смоли її обмінна здатність поступово зменшується.
4. Методи запобігання деградації сильних лужних аніонів
(1) Використовуйте вакуумний дегазатор, щоб зменшити вміст кисню у воді в аніонному шарі.
(2) Виконайте хорошу антикорозійну роботу обладнання для зберігання та транспортування лугу, щоб зменшити вміст заліза у переробленій рідині.
(3) Кальцинована сода, виготовлена методом діафрагми, може зменшити вміст NaClO3 у лугу (який можна зменшити до 6-7 мг/л).
(4) Контролюйте температуру рідини для регенерації: негативна смола типу I не повинна перевищувати 40 градусів; Негативна смола типу II не повинна перевищувати 35 градусів.
(5) Смолу слід зберігати в хлорі при низьких температурах.
