概述
　　中原大化集团公司供水厂脱盐水处理装置有A、B、C三个系列，一级复床(阴床和阳床)均采用双室双层浮动床，设计周期制水批量为1680 t，失效的终点以电导控制，采用PLC可调控制器，阴床出水电导至5.0 μs/cm视为失效就自动联锁停运。由于系统设计现金，工艺合理，该装置自1989年投运以来，除因黄河水水质恶化，NaOＨ污染影响外，水质及周期制水批量均能达到设计要求。可是1997年大修后，B系列突然出现异常现象，投运后出水电导持高不下，制水批量减少，原认为是树脂复苏后，再生不彻底所致，随即对树脂倍量再生后，仍未改变，连续运行几个周期均是6 h左右即失效，阴床出水电导{zd1}竟达3.0 μs/cm，制水批量为580～670t，导致酸碱耗升高，脱盐水外送紧张，严重影响后系统的高负荷运行。因此，尽快查清该阴床出水水质恶化的原因，已是攻关的课题。

1　阳树脂进入阴床原因剖析
1.1　供水厂复床制水工艺
　　采用的是阳床上、下室均装入强酸Ｈ型离子交换树脂，阴床上、下室分别装入强碱和弱碱OH型离子交换树脂，水是先从阳床下进上出，再进入阴床，也是下进上出。水中的阳离子被强Ｈ型离子交换树脂吸附，树脂中的H+离子被置换到水中，与水中的阴离子生成相应的无机酸，再进入阴床，阴离子被弱碱和强碱OH型树脂吸附，树脂中的OH－被置换到水中与H+结合成H2O。
　　　　　ROH＋HCl → RCl＋H2O
　　由于水中大部分离子被去除，阴床出水水质较好，pH值7.5～8.5，SiO2＜0.005 mｇ／Ｌ，Na+＜0.020 mg/L，电导{zd1}为0.5～0.8 μs/cm，由于失效终点以电导控制，设计阴床出水周期比阳床长约10％～15％，使阳床先漏Na+失效电导升高，同时阴床的pH值也升高，除硅能力下降，从而漏硅，使阴、阳床同时停运再生。因此复床从投到失效，水质变化有一定的规律性，可是B系列为何投运会发生电导高的异常现象呢？为弄清这个原因，供水厂对水质进行了分析，结果是：Cl-、SO42-测不出，HCO3-：0.060 mg/L、SiO2：0.003 mg/L、Na+：0.410 mg/L，pH值8.48，从以上数据看，除Na+含量高外，其它均正常。由此可见，Na+含量高是造成B系列阴床出水水质恶化的原因。
1.2　Na+的主要来源
　　从运行工艺判断原因有四，一是阳床失效Na+进入阴床。二是阴床用NaOH再生后，置换正洗不彻底，Na+残留于树脂中，运行时释放于水中。三是阴树脂被有机物污染，在树脂骨架相引入了COOH型弱酸基团，当用NaOH再生时，形成RCOONa，又在运行中慢慢水解出Na+。四是阴床中混有阳树脂，阴床再生时，阳树脂为RNa型运行时放出Na+。根据操作经验判断，阴床内混有阳树脂的可能性较大。因为运行初期，强酸H型树脂正处于平衡交换容量的高峰，即使漏Na+也很少，在相同工艺条件，A、C系列正常，而B系列连续投运几个周期阴床出水带Na+于其它因素无关。
1.3　阳树脂进入阴床的途径
　　一是阳床水帽坏，制水时被带入阴床。二是装填树脂时错把部分阳树脂装入阴床。三是反洗树脂后，没冲洗干净反洗槽及输送脂管道或者就没冲洗，移送阳树脂时，残留的阳树脂混入阴床。四是阳床树脂输送阀门内漏或没关严，移阴树脂时，随压力水混入阳树脂中，根据上述分析，并逐项复查，结果发现是阳床一个树脂输送阀门内漏，隔离阀门没关，导致树脂进入阴床。
　从图1看出，阴阳床同用一个反洗槽，一条输送管道，如果阳床树脂输送阀门发生内漏或操作失误(阴树脂进入阳床影响不大)，就会导致阳树脂进入阴床。浮动床的特点是，当树脂运行到一定周期后，需把树脂移至反洗槽反洗，以除树脂中的悬浮物及破碎树脂，以降低运行压力差，恢复制水批量，所以供水厂利用大修之际，对阴阳树脂进行体外反洗。由于阳床树脂输送阀门内漏，隔离阀未关，移除树脂时阳树脂随压力水串入阴床。经打开阴床上室检查，发现有50 mm高的阳树脂约170 L(移出阴树脂后量的高度)。

2　阴床中水有Na+的原理
　　阳树脂进入阴床后，当用NaOH再生时，阴树脂还原为ROH型，阳树脂为RNa型，运行时，进入阴床的水是pH值为2.5的酸性水，因阳树脂的量相对阴树脂很少，大部分水仍然与ROH树脂交换时，少部分水与RNa交换，即：
　　　　ROH＋HCL　→　RCl＋H2O
　　　　RNa＋HCL　→　RH＋NaCl
　　产生的NaCｌ再与ＲＯＨ交换
　　　　ROH＋NaCl → RCl＋NaOH
　　由于NaOH导电能力很强，所以阴床出水电导升高。
　　阴、阳树脂湿真密度不同，使得混在阴树脂层中的阳树脂分布很不均匀。阳树脂湿真密度大，在阴树脂层的下部多、中部少，上部更少甚至没有。因有这样的分布规律，造成出水水质恶化有一定规律性。浮动床制水工艺是，水从下进上出，阳树脂又混在上室的强碱阴树脂中，树脂装填高度为1545 mm，由于H2SO4、HCl、HNO3强酸阳离子被下室的弱碱ROH型树脂吸附，进入上室的H2CO3、H2SiO3弱酸阴离子先与ＲNa交换，因此，造成阴床投运初期出水带Na+现象，阳树脂进入阴床的量越多，水质恶化越严重。

3　处理方法和预防措施
3.1　处理方法
　　阳树脂进入阴床后，常采用分离法，将混杂的树脂浸泡在饱和食盐水溶液中，经过一定的时间浸泡，利用阴阳树脂的相对密度不同，阴树脂密度小，浮在上面，阳树脂密度大，沉于下部，从而使阴、阳树脂分离。但因供水厂阴树脂已运行多年，又加上混入阳树脂较多，为了安全，决定更换阴树脂。经过处理更换阴树脂后，制水批量{dy}周期为100 t，以后周期制水量均为1600 t左右，出水各项指标均恢复正常。
3.2　预防措施
　　一是对坏的阀门更换，并在阀门后加盲板。二是由于阴、阳床合用一个反洗槽，一条输送管道，所以要求不论移哪种树脂，必须把反冲洗槽和管道冲洗干净，杜绝残留阳树脂。三是更换树脂时，必须阴阳树脂分开存放，装填时专人把关。四是每次大修时都要认真检查水帽，特别是是阳床，发现坏的水帽及时更换，避免运行时阳树脂进入阴床。

4　结束语
　　高纯水制备过程中，一级复床起主要作用，阳床又在阴床之前，阳树脂有可能进入阴床，故当阴床出水水质异常时，可做如下判断：
　　① 在正常情况下，进水水质没变化，阴床运行初期出水带Na+、电导偏高，SiO2正常情况下，可判断是阴床上室有阳树脂。
　　② 在相同工艺条件下，阴床出水水质恶化逐渐加剧，Na+、碱度、电导逐渐升高，在确认阳床没失效的情况下，可判定阴床下室混有阳树脂。
　　③ 确认阴树脂未被有机物污染，在同一个周期，其它系列运行正常，当其中一个阴床出水带Na+，且越接近失效越严重，可判定阴床内混有阳树脂。