Sélection de résines résistantes à l'encrassement organique

Encrassement organique
Les matières organiques dissoutes d'origine naturelle mesurées collectivement en COT (carbone organique total), DCO (demande chimique en oxygène) ou DBO (demande biologique en oxygène) peuvent encrasser et affecter les performances des installations de déminéralisation par échange d'ions. Ce type de problème est normalement associé aux usines qui traitent les eaux de surface contenant des matières organiques naturelles ou synthétiques. Les matières organiques artificielles pénètrent normalement dans l'approvisionnement par les drains lorsque les rivières traversent les villes ou les zones industrielles. Dans tous les cas, ces matières salissantes organiques ont un poids moléculaire élevé et sont généralement de nature hydrophobe. Les matières organiques naturelles sont souvent appelées humates et fulvates. Ces grosses molécules organiques complexes sont attirées et capturées sur les résines échangeuses d'ions, ce qui entraîne un encrassement irréversible, en particulier des résines anioniques fortement basiques.

L'encrassement organique se produit sur les résines échangeuses d'anions car :

• Les matières organiques s'accumulent sur la résine par échange d'ions et forces physiques (de Van der Waal)
• Les sites d'échange sont bloqués par les matières organiques accumulées

Lorsqu'un encrassement organique se produit, il y aura une réduction de l'efficacité globale de l'usine de déminéralisation. La vitesse d'échange d'ions, en particulier pour les anions multivalents comme le sulfate, est ralentie (altération cinétique). De longs rinçages alcalins après la régénération caustique sont généralement rencontrés en raison de la lente hydrolyse du sodium des salissures organiques accumulées. En conséquence, la qualité de l'eau traitée sera réduite avec une conductivité plus élevée et des fuites de silice et de sodium plus élevées. Les coûts d'exploitation augmenteront en raison des cycles plus courts et des besoins plus élevés en eau de rinçage et en régénérant.

En général, les résines échangeuses d'anions éliminent particulièrement bien la matière organique naturelle (MON) de l'eau, mais à moins que l'on ne fasse attention à la sélection de la résine échangeuse d'anions et, dans certains cas, au processus de prétraitement correct, un encrassement rapide de la résine peut se produire, et cela l'encrassement est souvent irréversible.

Les charognards organiques
Les meilleures résines fixatrices organiques ont normalement une structure macroporeuse (bien que certaines résines fixatrices de gel existent) et elles sont normalement fabriquées à partir de polymères polystyréniques ou polyacryliques. Le produit macroporeux à base de polystyrène Purolite est le Purolite A502P et le produit macroporeux à base de polyacrylique est le Purolite A860. Les versions de qualité alimentaire A502PS et A860S sont également disponibles et largement utilisées dans l'industrie alimentaire et les applications d'eau potable. En termes généraux, la résine à base de polyacrylique offre souvent une plus grande élimination réversible des matières organiques lors de la régénération (en raison de leur structure plus hydrophile) et peut donc souvent mieux faire face à des niveaux plus élevés de matières organiques dissoutes. La résine polystyrénique peut souvent réduire les matières organiques dissoutes à des niveaux inférieurs, mais elle est moins facile à régénérer (structure plus hydrophobe) et peut donc être plus sujette à un encrassement irréversible.

En raison de leurs structures différentes et de leurs performances légèrement différentes, de nombreuses plantes incluent désormais une combinaison de ces deux résines, avec un rapport 50:50 utilisé. L'utilisation d'un lit contenant deux structures polymères différentes offre souvent la meilleure élimination des matières organiques. Lorsqu'il est utilisé ensemble dans une seule colonne dans une usine conventionnelle de régénération à co-courant, le Purolite A502P est d'abord chargé dans le bas de l'unité avec le Purolite A860 au-dessus. Un certain mélange se produira inévitablement, mais il y a un avantage à faire passer l'eau à travers la résine polyacrylique en premier car cette partie du lit verra la charge organique la plus élevée.

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