混床再生步驟

經(jīng)過(guò)一級(jí)復(fù)床除鹽處

理過(guò)的水，雖然

水質(zhì)已較好，但通常還

達(dá)

不到非常純的程度，

其主

要原因是位

于系統(tǒng)*的

H

離子

交換器的

出水中有強(qiáng)酸，離子交

換的逆反應(yīng)傾

向比較顯著，以致出水

中仍殘

留少量

Na

+

。當(dāng)對(duì)水質(zhì)要

求更高時(shí)，

盡管可采取增加級(jí)數(shù)

的辦法來(lái)

提高水質(zhì)，

但增加了設(shè)

備的臺(tái)數(shù)和系

統(tǒng)的復(fù)雜性。

為解決這

個(gè)問(wèn)題

，

采

混合

床除鹽是一

種

有

效

辦法。

所

謂

混

合

床

就

是

將

陰

陽(yáng)

樹(shù)

脂

按

一

定

比

例

混

合

裝

在

同

一

個(gè)

交

換

器中，水通過(guò)

混合

床

就能完成許多

級(jí)

陰陽(yáng)

離子交換過(guò)程

。

對(duì)于不

同類(lèi)別樹(shù)脂組

成

的

混合

床，出

水水質(zhì)是不

同

的。

具體

如

下表：

混

床

類(lèi)

別

強(qiáng)

酸

強(qiáng)

堿型

強(qiáng)

酸

弱堿

型

弱

酸強(qiáng)

堿

型

弱

酸

弱堿型

陽(yáng)樹(shù)脂

強(qiáng)酸

性

強(qiáng)

酸

性

弱

酸性

弱

酸性

陰樹(shù)脂

弱堿

性

弱

堿

性

強(qiáng)

堿

性

弱堿

性

出水

電導(dǎo)率

(

μ

s/cm) 

0.1 

1-10 

1 

100-1000 

出水

SiO

2

(mg/L)

0.02-0.1 

不

變

0.02-0.15 

不

變

對(duì)水質(zhì)要求

很

高時(shí)，

混

床

中

樹(shù)脂必須

是強(qiáng)

型

的。

弱

酸

弱堿型混

床出水水質(zhì)

很差

，一

般

不采

用

。

混

床

按再生方式分

為

體內(nèi)再生

和

體

外再生

，

下文

主

要

講述體內(nèi)

再生

的強(qiáng)酸強(qiáng)

堿型混

合

床。

一

、

除

鹽原

理

混

床離子交換除鹽，

就

是

把陰陽(yáng)

離子

交換

樹(shù)脂放在同

一交

換器

中，

運(yùn)行前

，

先把它

們分別再生成

OH

型

和

H

型

，然

后混合

均勻

。

所

以

混

床

可

以

看

作

由

許

許

多

多

陰

陽(yáng)

樹(shù)

脂

交

錯(cuò)

排

列

而

組

成

的

多

級(jí)

式

復(fù)床。

在混

床中，

由

于

運(yùn)行

時(shí)

陰陽(yáng)樹(shù)脂

是

相

互混勻

的，

所

以其

陰陽(yáng)

離

子交換反應(yīng)

幾乎

是

同

時(shí)

進(jìn)行

的。

或者

說(shuō)

，水中

陽(yáng)

離子交換和

陰

離子

交換是

多次

交

錯(cuò)進(jìn)行

的。

因

此

，

經(jīng)

H

離子交換

所產(chǎn)生

的

H

+

和經(jīng)

OH

離

子

交

換

所

產(chǎn)

生

的

OH

—

都

不

會(huì)

累

積起

來(lái)

，

而

是

馬

上互

相

中

和

生

成

H

2

O

。這

就

使

交換反應(yīng)

進(jìn)行

得

非常

徹

底

，出水水質(zhì)

很

好。

混

床中

樹(shù)脂

失

效后

，應(yīng)

先將

兩

種樹(shù)脂

分

離，然

后分別進(jìn)行再

生

和

清洗

。

再生

清洗

后

，

再將

兩

種樹(shù)

脂混合均勻

，

又投入

使

用

。

二、

設(shè)備

結(jié)構(gòu)

混合

床離子交換器

本

體

是

個(gè)

圓柱形

壓力容

器，

有

內(nèi)

部

裝

置

和

外

部

管

路

系統(tǒng)。

容

器

內(nèi)

主要

裝

置

有

：

上

部

進(jìn)

水

裝

置、

下

部配

水

裝

置、

進(jìn)

堿裝

置、

進(jìn)

酸

裝

置及壓縮空氣

裝

置

，

本

體內(nèi)再

生混合

床中

部

陰陽(yáng)樹(shù)

脂

交

界

處

設(shè)有中

間

排

液

裝

置

。

具體

見(jiàn)

下

圖

：

進(jìn)水

進(jìn)堿

廢液

進(jìn)酸

進(jìn)水裝置

進(jìn)堿裝置

樹(shù)脂層

中間排液裝置

下部配水裝置

進(jìn)酸裝置

出水

混床結(jié)構(gòu)示意圖

進(jìn)水

進(jìn)堿

反洗進(jìn)水

進(jìn)壓縮空氣

進(jìn)酸

放水

反洗排水

中間排液

出水

正洗排水

混床管路示意圖

三

、

混

合床

中的樹(shù)

脂

為了

便

于

混

床中

陰陽(yáng)

樹(shù)脂分

離，

兩

種

樹(shù)脂

的

濕真密

度

差

應(yīng)

大

于

15%

。為

適

應(yīng)

高

流速

運(yùn)行

需

要

，

混

床

使

用

的

樹(shù)脂

應(yīng)

機(jī)械

強(qiáng)

度高，

顆

粒大小

均勻

。

確

定混合

床中

陰陽(yáng)樹(shù)

脂

比

例

的原

則

是

使兩

種樹(shù)脂同進(jìn)

失

效

，

以

獲得

樹(shù)脂

交換

容

量的

zui大利

用率

。

由

于不

同樹(shù)脂

的

工

作

交

換

容

量不

同

，

進(jìn)

水水質(zhì)

條件

和對(duì)

出水水質(zhì)要求

的

差

異

，

所

以應(yīng)

根據(jù)

具

體

情況

確

定混

床中

陰陽(yáng)樹(shù)脂

比

例

。

一

般

來(lái)

說(shuō)

，

混

床中

陽(yáng)樹(shù)脂

工

作

交換

容

量為

陰樹(shù)脂

的

2-3

倍

。因

此如

果單獨(dú)

采

用混

床

除鹽，

則

陰陽(yáng)

樹(shù)脂

的

體積

比為

（

2-3

）

：

1

。

四、

運(yùn)行

操

作

由

于

混

床是

將陰陽(yáng)樹(shù)

脂裝在同

一交

換器中

進(jìn)行

，

所

以

在運(yùn)行

上

有

許多

特殊

的

地

方

。

下

面討論

一

個(gè)

周期各步操

作

。

1

．

反

洗分

層

混

床

裝

置

運(yùn)

行

操

作

中

的

關(guān)

鍵

問(wèn)

題

之

一

就

是

如

何

將

失

效

的

陰

陽(yáng)

樹(shù)脂分

開(kāi)

，以

便

分別

通

入

再生

液

再生

。

在

火力發(fā)

電

廠

水處理

中，

目

前都

是

用

火力篩

分

法

對(duì)

陰陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)

行分

層

。

這

種方

法是

借

反

洗

的水

力

將樹(shù)脂

懸浮

起

來(lái)，

使

樹(shù)脂

達(dá)到一

定

的

膨脹

率

，

利

用陰陽(yáng)樹(shù)

脂

的

濕

真密

度

差

達(dá)到

分

層目

的。

陰樹(shù)脂

密

度

較

陽(yáng)樹(shù)脂

小

，

分

層

后陰

樹(shù)脂在

上

，

陽(yáng)樹(shù)脂在下

，

所

以

只

要

控制

適

當(dāng)

，可以

做

到

兩層

樹(shù)脂

間

有一

個(gè)

明

顯

界面

。

反

洗

開(kāi)

始

時(shí)

，

流

速

宜

小

，

待

樹(shù)

脂

層

松

動(dòng)

后

，

逐

漸

加

大

流

速

到

10m/h

左右

，

使

整

個(gè)樹(shù)脂

層膨脹

率

在

50%-70%

，

維持

10-15

分

鐘

，

一

般

即

可達(dá)到較好的

分

離

效

果

。

兩

種樹(shù)脂

是

否

能分

層

明

顯，除

與

陰陽(yáng)

樹(shù)脂

的

濕真密

度

差

、

反

洗

水

流速

度有

關(guān)

外

，還

與

樹(shù)脂

的

失

效

程

度有

關(guān)

。

樹(shù)脂

失

效

程度

大

的

容

易

分

層

，反

之

就

比較

困

難

。這是

由

于

樹(shù)脂在

吸著

不

同

離子

后

密

度不

同

，

沉降

速

度不

同所

致。

對(duì)于

陽(yáng)樹(shù)脂

不

同

離子

型

的

密

度

排列

順序

為

：

H

+

＜

NH

4

+

＜

Ca

2+

＜

Na

+

＜

K

+

陰樹(shù)脂

不

同

離子

型

的

密

度

排列

順序

為

：

OH

-

＜

Cl

-

＜

CO

3

2-

＜

HCO

3

-

＜

NO

3

-

＜

SO

4

-

由

以

上

順序

可

知

，

失

效

程度

大

者

容

易

分

層

，反

之

困難

。

2

．

再

生

（

1

）

兩

步法

：

指

再生

時(shí)酸

堿再生

液

不是

同

時(shí)

進(jìn)

入

交換器，

而

是

分別進(jìn)

入

。

它

又

分

為

堿

液

流

過(guò)

陰

陽(yáng)

樹(shù)

脂

兩

步

法

和

酸

堿

先

后

分

別

通

過(guò)

陰

陽(yáng)

樹(shù)

脂

兩

步

法。

在

大

型裝

置

中

一

般

采

用后者

。其

操

作

過(guò)程

如

圖

：

陽(yáng)樹(shù)脂再生

陰樹(shù)脂清洗

HCL

或

H

2

SO

4

廢水

廢液

NaOH

除鹽水

廢水

廢水

廢水

除鹽水

廢液

正洗

廢水

除鹽水

除鹽水

除鹽水

陰陽(yáng)樹(shù)脂

都清洗

陰樹(shù)脂再生

陽(yáng)樹(shù)脂清洗

具體作

法是，

在

反

洗

分

層

后

，

放

水

至

樹(shù)脂表

面

上

約

100m

處，

從

上

部

進(jìn)

入

堿

液

再生

陰樹(shù)脂

，

廢

液

從

陰陽(yáng)分

界

處中

排

管

排

出，

接著

按同

樣

的

流

程

清洗

陰

樹(shù)脂

。

直至

排

水的

OH

—

降至

0.5mmol/L

以

下

。

在上述

過(guò)程中，

也

可

用

少量水

自

下

部

通過(guò)

陽(yáng)樹(shù)脂

層

，以

減輕

堿

液

對(duì)

陽(yáng)樹(shù)脂

的

污染

。然

后

，

由

底部

進(jìn)

酸

再

生陽(yáng)樹(shù)脂

，

廢

液

也

由

中

排

管

排

出。

同

時(shí)為

防止

酸

液

進(jìn)

入

已

再生

好的

陰樹(shù)脂

層

中，

需

繼續(xù)

由

上

部

通

以

小流

量水

清洗

陰樹(shù)

脂

。

陽(yáng)樹(shù)脂

的

清

洗流

程

也

和

再生

時(shí)

相

同

。

清洗

至

排

水酸度

降

到

0.5mmol/L

以

下

為

止

。

zui

后進(jìn)行

整

體

正

洗

，

即從

上

進(jìn)

水

底部

排

水，

直

至

出水

電導(dǎo)率

小

于

1.5

μ

s/cm

為

止

.

在

正

洗

進(jìn)

程中

,

有時(shí)為提高

正

洗

效

果

,

可

進(jìn)行

一

次

2-3

分

鐘短

時(shí)

間

反

洗

，

以

消

除

死角

殘

液

。

（

2

）

同

時(shí)再

生法

再生

時(shí)，

由上下同

時(shí)

送

入

酸

堿

液

，

并

接著

進(jìn)

清洗

水，

使之

分

別

經(jīng)

陰陽(yáng)樹(shù)脂

層

后

，

由

中

排

管

排

出。

采

用此方

法時(shí)，

若

酸

液

進(jìn)完后

，

堿

液

未

進(jìn)完

時(shí)，

下

部

仍

應(yīng)以

同

樣

流速

通

清洗

水，以

防

堿

液

串

入

下

部

污染

已

再生

好的

陽(yáng)樹(shù)

脂

。

如

圖

：

廢水

除鹽水

廢液

NaOH

除鹽水

HCL

或

H

2

SO

4

陰陽(yáng)樹(shù)脂同時(shí)分別再生

陰陽(yáng)樹(shù)脂同時(shí)分別清洗

3

．

陰

陽(yáng)樹(shù)

脂的混

合

樹(shù)脂

經(jīng)

再生

和

清洗

后

，

在

投入

運(yùn)行前

必須將分

層

的

樹(shù)脂混

合均

勻

。通常

用

從

底部

通

入

壓縮空氣

的辦

法

攪拌

混合

。這

里

的

壓

縮空氣

應(yīng)經(jīng)過(guò)

凈化

處理，以

防

其中有

油

類(lèi)

雜

質(zhì)

污染

樹(shù)脂

。

壓縮空氣

一

般

采

用

0.1-0.15MPa,

流

量為

2.0-3.0m

3

/(m

2

.S) 

混合

時(shí)

間

主要

視

樹(shù)脂

是

否

混合均勻

為

準(zhǔn)

，

一

般

為

0.5-10

分

鐘

時(shí)

間

,

過(guò)

長(zhǎng)

容

易磨損

樹(shù)脂

。

為達(dá)到較好的

混合效

果

，

混合前

應(yīng)

先

將

交換器中的水

面

下

降

到

樹(shù)脂

層

表

面

上

100-150mm

處。

此外

，為

防止

樹(shù)脂在

沉降

過(guò)程中

又

重新

分

離

而

影響

其

混

合

程度，除

必須

通

入適

當(dāng)?shù)?/p>

壓縮空氣

，

并保持

一

定

時(shí)

間

外

，

尚

需

足夠

大

的

排

水

速

度

，

迫

使

樹(shù)脂

迅

速

降落

，

避免

樹(shù)

脂

重新

分

離。

若

樹(shù)脂下

降

時(shí)，采

用

頂

部入

水，對(duì)加

速

其

沉降

也

有一

定效

果

。

4

．

正

洗

混合

的

樹(shù)脂

層

，還要

用

除鹽水以

10-20m/h

流速

正

洗

，

直至

出

水

合

格

后

（

如

SiO

2

含

量

低

于

20

μ

g/L

，

電導(dǎo)率

小

于

0.2

μ

S/cm

）

,

方

可

投入

運(yùn)行

。

正

洗

初

期

，

由

于

排

出水

渾濁

，可

將

其

排

入地

溝

，

待

排

水

變

清

后

，可

回收

利

用

。

5

．

制

水

混

床的

運(yùn)行

制

水

與普

通

固

定

床

相同

，

只

是

它

可以采取更高

的

流

速

。

通常對(duì)

凝

膠

型樹(shù)脂

可取

40-60m/h

，

如用

大

孔

樹(shù)

脂

可高達(dá)

100m/h