Efnafræðilegur stöðugleiki plastefnis er hægt að tjá með hæfni þess til að standast virkni oxunarefnis. Eftir oxun katjóna plastefnis er keðja beinagrindarinnar aðallega brotin, en anjón plastefni er aðallega brotið niður af fjórðungum amínhópum.
1. Oxun ákatjónplastefni:
Þegar katjón trjákvoða er oxað brotnar beinagrind og súlfónsýrusambönd með litlum sameindum og karboxýlsýruhópar myndast. Viðbrögðin eru:
Oxunarefnið sem katjón plastefni lendir í er aðallega súrefnið sem myndast við hvarf frjálss klórs og vatns og hvarfið er sem hér segir:
Áður fyrr kom frjáls klór í hrávatni aðallega frá sótthreinsun á heimilisvatni. Á undanförnum árum, vegna aukningar á innihaldi lífrænna efna og baktería í náttúrulegu vatni, ætti einnig að bæta klór fyrir storknun og skýringu til að ná dauðhreinsun og draga úr COD. Þess vegna verður að huga að skemmdum á frjálsu klóri á katjónaplastefni. Í endurnýjunarferlinu, ef notkun lélegrar iðnaðar saltsýru eða aukaafurðar saltsýru, sem inniheldur oxunarefni, mun einnig valda skemmdum á katjónaplastefninu. Almennt er krafist að innihald frjálst klórs sé minna en 0.1mg/L í hrávatni efnahreinsunarbúnaðarins.
2. Aðferðir til að koma í veg fyrirkatjónplastefni frá því að vera oxað:
(1) Virk kolsíun. Algeng aðferð til að koma í veg fyrir oxun katjóna plastefnis er með virku kolefnissíun. Meginreglan um að fjarlægja virkt kolefni á frjálsu klóri er ekki einfaldlega aðsog, heldur efnahvörf á yfirborðinu. Þegar klór aðsogast á yfirborði virks kolefnis nær ákveðinni styrk, munu eftirfarandi viðbrögð eiga sér stað:
Hvar: C* -- virkt kolefni;
CO* - oxíð sem myndast á yfirborði virks kolefnis.
Ef það er nægilegt klór til að taka þátt í efnahvarfinu er hægt að breyta CO* í CO eða CO2 losun, þannig að virkt kolefni getur haldið áfram að gleypa frítt klór. Af þessum sökum, til að fjarlægja frítt klór, er hægt að nota hærra síunarflæðishraða (um 50m/klst.). Á sama tíma hefur virkt kolefni mikla aðsogsgetu þegar það gleypir ókeypis klór (um 6,5 mg af Cl2 á hvert gramm af virku kolefni).
Fjarlæging óbundins klórs úr vatni með virku kolefni er hægt að reikna út með því að nota eftirfarandi reynsluformúlu:
Þar sem: CO -- innihald óbundins klórs, mg/L;
C -- Innihald óbundins klórs í frárennsli, mg/L;
L -- hæð virks kolefnis, m;
V -- síunarrennsli, m/klst.
Miðað við hægan hvarfhraða HOCl er formúlan hér að ofan endurskoðuð sem hér segir:
Hráefnin sem notuð eru til að búa til virkt kolefni hafa almennt engin áhrif á skilvirkni afklórunar.
Tilvist kvoða eða hár styrkur lífrænna efna í vatni mun verulega stytta líf virks kolefnis sem afklórunarefnis.
Þegar virkjaðkolsían er aðeins notuð til að fjarlægja frítt klór, er hægt að nota magn Cl2-leka Stærra en eða jafnt og 0.1mg/L sem endapunkt. Líftími virks kolefnis er mjög langur, til dæmis: við ástandið með virku kolefnislagi 0.76m og síunarhraði 6.1m/klst., er vatnið með frjálst klórinnihald 2mg/L afklórað og þjónusta þess lífið er um 6 ár.
(2) Val á háu krosstengingarstigi jákvæðs plastefnis. Með aukningu á þvertengingarstigi plastefnis voru andoxunareiginleikar þess auknir.
Eftir að katjón plastefnið er oxað losnar beinagrindin vegna keðjubrotsins, rúmmálið stækkar og vatnsinnihaldið eykst. Vegna mikillar þvertengingarstigs hefur stóra porous jákvæða plastefnið betri andoxunareiginleika. Hins vegar, með aukningu á þvertengingargráðu plastefnis, minnkar skiptigeta þess og verð hækkar, svo það er sjaldan notað í reynd.
3. niðurbrot sterks alkalíanjóna plastefnis:
Eftir að sterka alkalíanjón plastefnið hefur verið oxað er aðalárangurinn hægfara niðurbrot fjórðungra amínhópa og keðjubrot beinagrindarinnar mun ekki eiga sér stað. Niðurbrot sterks alkalíneikvæðs plastefnis er aðallega niðurbrot fjórðungra amínhópa í röð, efri, aðal amín og jafnvel óbasísk efni. Í efnafræðilegu afsöltunarferli kemur það aðallega fram sem minnkun hlutlauss saltniðurbrotsgetu, sérstaklega kísilskiptagetu. Oxunarefnið sem kemur fram við notkun sterks alkalíneikvæðs plastefnis er aðallega uppleyst súrefni í vatni og oxunarefnið sem kemur upp í endurnýjunarferlinu er aðallega ClO3- og FeO42- sem er í basanum.
Oxunarhvarf fjórðungra amínhópa er sýnt sem hér segir:
Andoxunareiginleiki sterkrar alkalítegundar I neikvæðrar plastefnis er betri en sterkrar basategundar II. Við langvarandi notkun sterks alkalí neikvæðs plastefnis mun skiptingargeta þess smám saman minnka.
4. Aðferðir til að koma í veg fyrir niðurbrot sterks alkalíanjóna plastefnis
(1) Notaðu lofttæmi til að draga úr súrefnisinnihaldi vatnsins í anjónabeðinum.
(2) Gerðu vel við tæringarvörn á lúggeymslu- og flutningsbúnaði til að draga úr járninnihaldi endurunninnar vökva.
(3) Gosaska framleidd með þindaðferð getur dregið úr innihaldi NaClO3 í lút (sem hægt er að minnka í 6-7mg/L).
(4) Stjórna hitastigi endurnýjunarvökvans: Neikvætt plastefni af gerð I skal ekki vera hærra en 40 gráður; Neikvætt plastefni af gerð II skal ekki vera hærra en 35 gráður.
(5) Trjáefnið ætti að geyma í klór við lágt hitastig.
