陰陽離子交換器樹脂再生

1、宜興市春惠環(huán)保設(shè)備有限公司有不同的水處理系統(tǒng)，一般常規(guī)的離子交換除鹽系統(tǒng)如下表所示:序號系統(tǒng)組成出水水質(zhì)適用的原水水質(zhì)備注電導(dǎo)率（s/cm）SiO2(mg/l)1H-D-OH<10<0.10堿度、含鹽量不太高2H-OH'-D-OH<10<0.10SO2-、Cl-含量高3H'-H-D-OH<10堿度局4H'-H-D-OH'-OH<10<0.10堿度，強(qiáng)陰離子含量高5H/OH1-5<0.10含鹽量較高6H-D-OH-H/OH<0.2<0.02硅酸含量較局7H-OH'-D-H/OH<1.0<

2、;0.02強(qiáng)陰離子含量較高8H'-D-H/OH1-5<0.10堿度局9H'-H-OH'-D-OH-H/OH<0.2<0.02各種離子含量均圖對水質(zhì)要求局注：表中，H和OH分別表示強(qiáng)酸陽和強(qiáng)堿陰離子交換器H'和OH'分別表示弱酸陽和弱堿陰離子交換器D表示除碳器H/OH表示混和床離子交換器3此系統(tǒng)在正常情況下產(chǎn)水量為150m/h,包括除鹽水生產(chǎn)系統(tǒng)的自用水量。此系統(tǒng)基本流程如下：（詳見系統(tǒng)流程圖LQHX.01-01）高效過濾器t陽離子交換器t除二氧化碳器t中間水泵t陰離子交換器t混合離子交換器酸堿再生裝谿包括酸堿貯罐（廠方原有設(shè)備）、酸堿計(jì)

3、量箱、酸堿噴射器以及再生用的各種水泵等。供陽離子交換器、陰離子交換器、混合離子交換器再生使用。酸堿再生系統(tǒng)基本流程如下：（詳見系統(tǒng)流程圖LQHX.01-01）三、水質(zhì)監(jiān)督及控制標(biāo)準(zhǔn)1 、高效過濾器：流量累計(jì)3000m3時(shí)，停止運(yùn)行，進(jìn)行反洗。2 、除鹽部分：陽、陰床任何一個(gè)達(dá)到或超過累積流量設(shè)定值時(shí)或出水不水質(zhì)符合要求時(shí)，該系列停運(yùn)。2.1 一級除鹽系列流量累計(jì)2900m3混床流量累計(jì)20000m32.2 陽床出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：Na+<100PPb陰床出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：電導(dǎo)率w10MS/cmSiO2<100Ng/l混床出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：電導(dǎo)率wo.2NS/cmSiO2<20g/l第二節(jié)高

4、效過濾器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行一、關(guān)于過濾的基本知識：過濾通常指的是正常流過濾，將水沿垂直方向流過過濾材料，水中懸浮物被濾料留，使水得以澄清的工藝過程。天然水經(jīng)混凝之后，水中的大部分懸浮物被除去，但少量細(xì)小的顆粒未除去，這將對后續(xù)處理的離子交換或其它諸如反滲透、電滲析等裝谿的正常運(yùn)行很不利，所以須用過濾來除去微小懸浮物，保證后續(xù)處理正常。在目前多使用顆粒狀濾料，一種新型的過濾方式-纖維過濾也正在走向完善和成熟。通過深層過濾提高過濾效率、過濾速度和截污容量是過濾器發(fā)展的方向。縮小濾料的直徑，就會增大濾料的表面自由始和比表面積，從而增加濾料與水中顆粒的接觸機(jī)會和濾料的吸附能力，提高了過濾效率和截污容量。直徑為

5、幾微米到幾十微米的纖維濾料，就是這種理想的濾料。它不帶任何功能基團(tuán)，對水中的懸浮顆粒沒有特殊的活性，只對懸浮物進(jìn)行物理吸附，與石英砂、無煙煤的顆粒濾料相似，因而水中顆粒物向纖維濾料表面遷移和吸附原理與顆粒濾料相似。水中顆粒物向纖維濾料表面遷移機(jī)理通常有擴(kuò)散作用、攔截作用、沉降作用、慣性作用和流體動力作用等，一般以前三種作用為主。高效纖維過濾器除了它的機(jī)械截留作用外，由于它有很大的比表面積，所以它還具有吸附作用，可以除去水中絕大部分的懸浮物、有機(jī)物及膠體硅等，防止樹脂中毒污染，保證樹脂的使用壽命。為充分發(fā)揮束狀纖維濾料的特長，在過濾器的濾層下端設(shè)有可改變纖維密度的活動孔板。設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，水從下至

6、上通過濾層。此時(shí)，活動孔板向上運(yùn)動。纖維被壓縮后，濾層沿水流動方向的密度逐漸加大，相應(yīng)濾層孔隙直徑和孔隙率逐漸減小，實(shí)現(xiàn)了深層過濾。當(dāng)濾層被污染需清洗再生時(shí)，清洗水從上至下通過濾層，空氣自下至上通過濾層，使纖維拉開并處于放松狀態(tài)，即可方便地進(jìn)行清洗。二、高效過濾器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)我們先介紹兩個(gè)概念：大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng)指水流通過此配水系統(tǒng)孔隙的阻力遠(yuǎn)大于濾層和此系統(tǒng)管道中的阻力，通常大阻力配水系統(tǒng)的水頭損失大約為3nl小阻力配水系統(tǒng)指水流經(jīng)配水系統(tǒng)各組成部分的阻力很小，很均勻。一般水頭損失為2c此種配水系統(tǒng)缺點(diǎn)是易受其它各部分阻力影響，一旦濾層阻力不均勻，就會影響水流分布的均

7、勻性。1、上部出水裝谿為篩筒型式它主要起到均勻布水作用，使水均勻流過濾層，為一種大阻力配水系統(tǒng)。2、下部進(jìn)水裝谿為多孔板型式它除了均勻布水作用外，還起到改變纖維密度的作用。3、下部進(jìn)氣裝谿為支母管型式4、設(shè)備內(nèi)部涂環(huán)氧樹脂3度。高效過濾器設(shè)備接口示意圖三、高效過濾器的運(yùn)行2 .準(zhǔn)備工作2 檢查設(shè)備運(yùn)行前應(yīng)檢查各閥門及配套設(shè)備是否能正常工作，接口參見設(shè)備示意圖。2 預(yù)清洗a.依次打開閥門A、E,上向進(jìn)水至罐體滿水。關(guān)閉閥門AE。b.依次打開閥門CD、G;打開清洗空氣入口閥，向?yàn)V床內(nèi)送入空氣進(jìn)行氣水合洗。c.清洗結(jié)束后，關(guān)閉F,再關(guān)閉其他閥門。1.1 3預(yù)成床a.依次打開閥門A、E、G,控制水流速

8、30m/h。b.打開清洗空氣入口閥F,向?yàn)V床內(nèi)送入空氣進(jìn)行預(yù)成床。c.清洗結(jié)束后，關(guān)閉F,再關(guān)閉其他閥門。d.重復(fù)進(jìn)行a、b、c操作，直至成床良好為止。e.關(guān)閉閥門A,打開閥門D排空過濾器，之后關(guān)閉所有閥門。2.2.2 .濾床充水放松a.打開排氣水口閥門G;b.打開清洗水出口閥門D。緩慢打開清洗水入口閥門C,使水充滿濾床；3.3.3 .濾床清洗a.打開清洗空氣入口閥F,向?yàn)V床內(nèi)送入空氣。b.調(diào)節(jié)過濾器清洗水入、出口閥門GD的開度，使清洗流速至30m/h、使濾床在清洗過程中保持滿水狀態(tài)。過濾器清洗用氣源的流量為：19.8m3/min4.4.4 .排氣清洗結(jié)束前先關(guān)閉清洗空氣入口閥門F,之后繼續(xù)清

9、洗35分鐘，將過濾器內(nèi)殘留的空氣排出后，清洗結(jié)束。5.5.5 .成床a.濾層清洗結(jié)束后，關(guān)閉清洗水入口閥門C、出口閥門Db.打開排空口閥門E。打開原水入口閥門A成床。c.如果成床不理想，重復(fù)預(yù)成床操作。6.6.6 .預(yù)投運(yùn)設(shè)備在成床狀態(tài)下，調(diào)整原水入口閥門A和上向洗出口閥門E的開度，使水的流速適當(dāng)（一般流速為30m/h）,取樣化驗(yàn)預(yù)投運(yùn)出水水質(zhì)，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到使用要求時(shí)，即可投入運(yùn)行。7.7.7 .投運(yùn)原水入口閥門A保持開啟狀態(tài)、打開清水出口閥門B并關(guān)閉上向洗出口閥門E,向用戶送水。設(shè)備投運(yùn)后，濾速應(yīng)控制在30m/h左右。這時(shí)初始過濾阻力（即初始設(shè)備入、出口壓力差）一般為0.020.04MPa

10、。運(yùn)行時(shí)應(yīng)定期監(jiān)測入、出口壓差和濾速。濾速最大不得超過50m/h。入、出口壓力差一般不超過0.1Mpa為宜。8.8.8 .濾床失效、濾層放松設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，出水水質(zhì)逐漸惡化至不能達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，濾床即進(jìn)入失效狀態(tài)。濾床失效時(shí)設(shè)備的入、出口壓差約0.10MPa0.20MPa（參考值）。濾床失效后，即可停止運(yùn)行，進(jìn)行濾層放松。濾床的充水放松見第2條。9.9.9 .濾床的清洗見第3條。第三節(jié)一級除鹽系統(tǒng)運(yùn)行及再生工藝我們通常把由H-D-OH組成的系統(tǒng)稱為一級除鹽系統(tǒng)，它一般由強(qiáng)酸H離子交換器、除碳器、中間水箱、中間水泵和OH離子交換器組成。陽、陰離子交換器的結(jié)構(gòu)參見設(shè)備總圖，在本教材中不再敘述。

11、一、強(qiáng)陽離子交換器將強(qiáng)酸性陽樹脂放在離子交換柱中，水流過此交換柱，從而水中各種陽離子被陽樹脂上的活潑H膠換，水中陽離子交換到樹脂上，H枝換到水中從而使水變成酸性。直到樹脂交換失效，用強(qiáng)酸交換樹脂中的陽離子，從而可使樹脂再生。本系統(tǒng)的陽（陰）床采用無頂壓逆流再生，利用陽（陰）樹脂作為壓脂層，達(dá)到再生時(shí)防止亂層的目的。1、工作原理：Ca2+Ca2R-SO3H+Mg2+（R-SO3）2Mg+2H+2Na+2NaPH有可能達(dá)到2由于有H+'所以陽床出水呈酸性，若進(jìn)水中的強(qiáng)陰離子較多，則出水左右，此時(shí)水中的碳酸呈游離CO狀。2、離子交換平衡離子交換是一種動態(tài)平衡，可用下式表布:2RH+Ca2+R

12、2Ca+2H+在交換初期，水中的陽離子多，反應(yīng)向右進(jìn)行，為離子交換過程。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)期，水中的氫離子增多，反應(yīng)逐漸達(dá)到一個(gè)動態(tài)平衡，反應(yīng)就終止。對于離子交換器來說，就是交換工作層往下移動，當(dāng)工作層移動到最下層時(shí)，交換器就失效，此時(shí)須再生。再生就是向水中通入強(qiáng)酸，從而使反應(yīng)向左進(jìn)行，谿換下來的陽離子則隨水沖走。通常用的再生劑為鹽酸或硫酸。一般再生方式分為兩種，即順流再生和對流再生，工作狀態(tài)分別如下所示：工作狀態(tài)聲.生狀態(tài)工牛狀態(tài)再生狀態(tài)球?qū)?gt;：工作層保/層工作層保護(hù)層流毛生對流衽生3、再生（針對本系統(tǒng)）1 再生劑：鹽酸濃度達(dá)到30蛆上，其中Fe<1mg/l,無懸浮物和任何緩蝕劑

13、。1.3 一次用酸量約為:1.9米31.3 再生液濃度：1.5-3%1.3 再生液流速：<5m/h1 操作步驟1.4 小反洗：只反洗交換器上部壓脂層，流速：5-10m/h。1.4 中排放水1.4 啟動自用水泵，并預(yù)噴射。流速：<5m/h時(shí)間：5min1.4 進(jìn)酸時(shí)間：40-60min3.2.5輅換：流速：再生流速時(shí)間：30min3.2.6小正洗：流速：10-15m/h時(shí)間：5-10min3.2.7正洗：流速：10-15m/h水耗：1-3m同陽床一樣，當(dāng)運(yùn)行到一定時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到一個(gè)動態(tài)平衡，交換層將下移。當(dāng)樹脂反應(yīng)交換層下移至陰床底部時(shí)，須用NaOFB生。、再生工藝3.1再生劑3.

14、1.1NaOH濃度：采用工業(yè)堿稀釋，工業(yè)堿濃度達(dá)到30艱上，要求NaCl含量小于1.3%3.1.2一個(gè)再生周期用量：1.3m33.1.3再生液濃度：1-3%3.2操作步驟3.2.1小反洗：只反洗交換器上部壓脂層，流速：5-10m/ho/m3(R)3.2.8正洗終點(diǎn):硬度大約為0mmol/1Na+大約為<0.05mg/l二、除二氧化碳器經(jīng)過了陽床后的水，因?yàn)橛写罅康腍+離子，所以水中的碳酸氫鹽都轉(zhuǎn)化為CO,使水呈酸性。當(dāng)水流經(jīng)陰床時(shí)，隨著PH的增大，游離CO會轉(zhuǎn)化為HCO,從而使堿度增大，這會使陰床增大負(fù)擔(dān)，減少其運(yùn)行周期。又因?yàn)镠CO比HSiQ-更易被強(qiáng)堿吸著，導(dǎo)致HSiQ一泄漏劇增，使

15、陰床出水的硅酸根含量不合格。所以用除碳器除去游離CO,降低度堿度是必不可少的工藝。1、除碳原理主要利用亨利定律。在一定的溫度下，游離CQ在液體中的溶解度與液面上該氣體的分壓成正比，所以只要與水相接觸的氣體中CO的分壓很小，溶于水中的游離CO便會從水中解吸出來，這便是除碳器的理論依據(jù)?，F(xiàn)在普遍采用鼓風(fēng)式除碳器。（另外還有真空式除碳典堂、鼓風(fēng)式除碳器鼓風(fēng)式除碳器是一種利用空氣作為脫除CO介質(zhì)的設(shè)備，只要將空氣與水相接觸，便可以脫除水中的CO氣體。為了便于CO氣體的脫離，常用的辦法是在除碳器裝以填料塑料空心多面球，當(dāng)水流經(jīng)填料時(shí)，形成許多小股水流，鼓風(fēng)機(jī)將空氣自填料層下部鼓入，與下淋的水充分接觸，C

16、Q氣體便會從水中逸出，達(dá)到去除二氧化的碳目的。、出水水質(zhì)在20c時(shí)，能將水中游離CO降至小于5mg/l。三、強(qiáng)陰離子交換器經(jīng)過中間水泵的提升，水流通過陰離子交換器，水中的大多數(shù)陰離子將被交換下來，下面我們來闡述一下陰床的運(yùn)行原理及再生工藝。1、工作原理：SO42-RSQ2R-OH+2HCOCO3232C12HSiO32RHCO3+H2ORCO2RC12RSiO33.2.83.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.7中排放水啟動自用水泵，并預(yù)噴射。進(jìn)堿時(shí)間:谿換：小正洗：正洗：30-40流速：流速：流速：min再生流速10-15m/h10-15m/h正洗終點(diǎn)：串洗出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):S

17、iO流速：5m/h時(shí)間：5min時(shí)間：70-80min時(shí)間：5-10min水耗：1-3m3/m3(R)2小于電導(dǎo)率小于10s/cm100科g/l二、混和離子交換器結(jié)構(gòu)混床結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是床層中設(shè)有中間配水裝谿,層后的交界處。此外還設(shè)有進(jìn)堿和進(jìn)酸裝谿。它的位谿相當(dāng)于陽、陰樹脂分三、混床運(yùn)行1、所用樹脂：一般用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹脂，要求所用的樹脂的濕真密度之差大于0.20g/ml,樹脂顆粒大而均勻，機(jī)械強(qiáng)度要好。通常制造廠家有專用于混床的配對陰、0.15-陽樹脂。在國內(nèi)的混床設(shè)計(jì)中，強(qiáng)陰，強(qiáng)陽樹脂的體積比通常取2、再生操作及工藝混床再生酸、堿用量及工藝要求：陽樹脂用酸量：（HCl）2.1.22.22.2.12.2.22.2.32.2.4.1再生液濃度：3-5%再生液流速：5m/h時(shí)間：40-60min陰樹脂用堿量（NaOH再生液濃度：2-4%再生液流速：5m/h再生時(shí)間：40-60min再生操作工藝反洗分層：反向進(jìn)水分層10-15m/h,必要時(shí)用壓縮空氣松動樹脂，時(shí)間大約為靜谿：停止進(jìn)水，沉降分層，時(shí)間：5-10min。排水：排水至樹脂表面200mm右。預(yù)噴射，并調(diào)整流量10-13m3/h時(shí)間約為5min.3min。2.2.52.2.62.2.72.2.82.2.102.2.10.12.2.10.22.2.10.32.2.11