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            株洲湘中樹脂有限公司

            技術交流 / Technical Exchange

            離子交換樹脂在水處理行業上的應用(一)

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            離子交換樹脂最大的市場,目前仍然在水處理的應用上。隨著環境的污染,水質越來越呈現惡化的趨勢。但同時,各行各業對水的質量要求也越來越高,對樹脂的質量要求也越來越嚴。因此,在提高純水質量方法上,樹脂仍然是最佳選擇,F對目前最常用的幾種水處理工藝作簡要的介紹。
            一、離子交換床型的分類:
            工業上的常用床型的大致分類如下:
                                      ---逆流再生床—單室固定床、雙層床、雙室固定床
            ——對流再生——
                                      ---浮動床——單室浮動床、雙室浮動床
              固定床--——順流再生——  單室固定床
                      ——雙流再生床    單室固定床
                      ——雙流式單室床
            床型     混合床

              移動床  流動床
                                    
            在上圖的分類中,順流再生單室固定床、逆流再生單室固定床、單室浮動床都是一臺交換器使用一種類型樹脂,屬于單一樹脂的除鹽工藝;而雙層床、雙室固定床、雙室浮動床、則屬于強、弱聯合除鹽工藝,F對上述主要常用的幾種床型作介紹,并且對原水的進水水質和再生劑質量要求特說明如下:
            1、原水進水水質要求

            項目
            數據(GBJ109-87)
            超標后果
            濁度
            固定床順流再生<5mg/l
            固定床逆流再生<2mg/l
            增加床體的壓差,出力下降
            活性氯
            <0.1mg/l
            造成陽樹脂被氧化、斷鏈,樹脂強度急劇下降
            耗氧量(CODMn
            <2mg/l
            強陰樹脂被污染,正洗時間大幅延長,周期制水量下降
            含鐵量
            一級除鹽系統<0.3mg/l
            混床<0.1mg/l
            樹脂容量下降,出水水質惡化


            2、再生劑質量指標
            2.1、再生用工業HCl質量指標
            項目
            指 標
            總酸度 %
            ≥31
            鐵     %
            ≤0.01
            2.2、再生用離子膜NaOH質量指標
            項目
            指 標
            NaOH   %
            ≥30
            NaCl   %
            ≤0.01
            Fe2O3   %
            ≤0.001
            Na2CO3   %
            ≤0.2


            二、順流再生固定床
            1、順流再生固定床的優點:由于其運行和再生的方向相同,原水水流和再生液都是從上而下流過樹脂層,因此,其操作方便,設備制作也相對簡單。
            2、順流再生固定床的缺點:由于再生的方向和運行的方向相同,再生后保護層的樹脂再生率比逆流再生方式的低很多。而出水水質的好壞,又直接與出水處保護層樹脂的再生率有關,所以,這種再生率不高的再生方式決定了出水質量不好。為了使保護層中的失效型樹脂的含量盡可能的降低,只有增加再生劑的用量,以保證出水的水質,故運行費用較高。
            目前,這種床型大多用于軟化水的制備或對水質要求不是很嚴格的生產上。
            3、順流再生的操作步驟:操作步驟一般由反洗、再生、置換、正洗、運行五個主要步序組成:
            3.1、反洗:反洗的目的是為了將樹脂運行了一個周期所截留的懸浮物清除干凈,并松動樹脂層,防止樹脂結塊,為再生作準備。
            3.2、再生:再生的目的是將失效的樹脂恢復交換容量的過程。再生效率的高低是影響出水質量和周期制水量的關鍵。
            3.3、置換:用置換水按再生液的流程繼續對樹脂進行沖洗,使樹脂上部的空間及樹脂層中間再生液充分發揮作用,不至于浪費再生劑,并縮短后續的正洗時間。置換用水一般都用本工藝所制的水充當。置換流速與再生流速相同。
            3.4、正洗:由于置換的流速較慢,時間也較短(一般60min左右),并且大量的再生劑在置換的過程中都得以利用,因此,在置換后都用該床的進水對樹脂進行沖洗,直到出水合格,正洗結束。正洗流速與運行流速相同。
            3.5、運行:完成上述步驟后,床體可以正式投入運行。
            通常情況下,我們把離子交換器從運行交換過程開始到正洗結束所累加的時間稱為交換器的一個工作周期。

            4、離子交換順流再生軟化和除鹽工藝的各樹脂參數列表如下:

            操作步驟
            項目
            強酸陽樹脂
            強堿陰樹脂
            弱酸陽樹脂
            弱堿陰樹脂
             
             
            反洗
            水質
            清水
            陽床出水或清水
            清水
            清水
            流速m/h
            15-20
            8-10
            10-15
            5-8
            時間min
            20-30
            10-20
            20-30
            20-30
            反洗膨脹率%
            70-100
            70-100
            70-100
            70-100
            反洗終點
            出水澄清
            出水澄清
            出水澄清
            出水澄清
            排水沉降
            將樹脂層面的水位降低到距樹脂20cm處
             
             
             
             
            再生
            再生劑
            HCl
            NaCl
            NaOH
            HCl
            NaOH
            稀釋用水
            所制水
            軟化水
            所制水
            所制水
            所制水
            再生劑用量
            g/mol
            70-80
            100-120
            100-120
            40
            40-50
            濃度%
            3-4
            5-8
            2.5-3.5
            2-2.5
            2-3
            再生流速
            m/h
            4-6
            4-6
            4-6
            3-5
            4-6
            最佳溫度℃
            常溫
            30
            常溫
            常溫
            置換
            水質
            純水
            軟化水
            純水
             純水
            純水
            時間min
            40-50
            30
            60
            30-40
            60
            流速m/h
            4-6
            4-6
            4-6
            3-5
            4-6
            正洗
            水質
            原水
            原水
            陽床出水
            原水
            陽床出水
            時間min
            15-20
            20
            約20-30
            20-30
            約20-30
            流速m/h
            20
            20
            20
            20
            15-20
            終點
            Na+≤500mg/l
            硬度≤0.03mmmol/l
            硅≤100mg/l
            電導率≤10us/cm
            用戶根據要求不同自定
            Cl-≤0.01 mmmol/l
            運行
            流速m/h
            20
            20
            20
            20
            20
            溫度℃
            常溫
             
            常溫
            常溫
            常溫
            失效終點
            Na+≥500mg/l
            硬度硬度≥0.03mmmol/l
            硅≥100mg/l
            電導率≥10us/cm
            用戶根據要求不同自定
            Cl-≥0.01 mmmol/l
            注:有關硫酸的再生方法和有關參數,后面有關章節將有專門詳細的介紹。 

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