水處理設備-滄州市海誠水處理設備有限公司

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                    滄州市海誠水處理設備有限公司

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                    離子交換設備
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                    離子交換設備

                    發布時間:2019-07-09 21:56:42| |來源:http://www.czom888.com

                    離子交換設備
                    離子交換設備是一種傳統的、工藝成熟的脫鹽處理設備,其原理是在一定條件下,依靠離子交換劑(樹脂)所具有的某種離子和預處理水中同電性的離子相互交換而達到軟化、脫堿、除鹽等功能。用于深度脫鹽處理,產水電阻率動態可達到18MΩ·cm。無論是鍋爐用水的軟化,脫堿軟化,脫鹽水,純水,超純水的制備均需采用離子交換法來進行。其類別有單床、復床、混合床之分,水處理方法也根據具體情況可采用順流法,逆流再生浮床法等。
                    ◆離子交換原理及再生劑選用
                    1、鍋爐用水軟化
                    此方法只將水的硬度降到一定程度而總含鹽量不變,系單純的鈉離子交換,沒有降低堿度的作用,軟化水的殘余硬度與所采用的方法有關,一般在0.03-0.18毫克當量/升之間。
                    其反應式如下:

                    水中非碳酸鹽硬度
                     
                    樹脂被鈣鎂離子飽和而失效后,形成鈣鎂型。用5-10%的NaCl(食鹽)進行再生仍可恢復為鈉型。其反應式如下:

                    2、純水的制備
                    所謂純水的制備系將原水中的鹽類,游離酸堿等全部除去的水處理方法,以此方法制得的純水比蒸餾水要純好多倍,其反應式如下:
                    陽離子交換樹脂≡≡≡
                    R(SO3H)2+Ca(HCO3)2→R(SO3)2Ca+2H2CO3
                    R(SO3H)+NaCl→RSO3Na+HCl
                    陰離子交換樹脂
                    R≡NHOH+HCl→R≡NHCl+H2O
                    R≡NHOH+H2CO3→R≡NH(HCO3)+H2O
                    樹脂失效后用酸堿再生,其反應式如下:
                    陽離子交換樹脂
                    R(SO3)2Ca+2HCl→R(SO3H)2+CaCl2
                           RSO3Na+HCl→RSO3H+NaCl
                    陰離子交換樹脂
                    R≡NHCl+NaOH→R≡NHPH+NaCl
                    R(NH)2SO4+2NaOH→R(NHOH)2+Na2SO4
                    ◆離子交換設備操作
                    1、鍋爐軟化水
                    A、順流式
                    (1)樹脂裝柱:一般裝交換柱有效高度的2/3.(逆洗展開率約以50%計)
                    (2)反洗:也稱逆洗,其目的為松弛樹脂,排除細小的顆粒物質主要懸浮等,以利于再生操作的進行。反洗操作為自下而上的沖洗。首先打開排氣閥,再開近水閥門,否則交換柱會因壓力過大而受損。反洗強度以不沖出樹脂為原則,反洗終點以出水清亮為度。
                    (3)再生也稱還原或復蘇,配5-10%NaCl(食鹽)溶液,順流再生。首先在樹脂層表面上保留10-20cm水層,鹽水以慢速流入,廢液從下口排出,保持一定液面控制一定流速。再生時間在30分鐘左右即可。樹脂不需要浸泡,否則會造成可逆條件使再生不完全。5-10%NaCl再生劑用量一般為1.5-2倍樹脂體積量。
                    (4)正洗:也稱淋洗。主要目的是將樹脂顆粒間殘存的鹽液及再生還原生成物質洗干凈。正洗開始時流速要慢.此時仍是再生的繼續,困濃鹽液繼續下移,后期可略加快.正洗終點以出水達到鍋爐給水標準即可。
                    (5)運行:一般運行流速可控制15~30米/時,運行中應定時分析化驗軟水硬度以保證產水質量。
                    B、逆流式
                    逆流再生交換器,有一中排管,管上有壓墊層,此管用以小反洗及排廢再生液之用。每十次小反洗可進行一次大反洗。再生時,再生液從底部進入,從中排管排出.樹脂受壓墊層作用,再生時不亂層。底部沒完全失效的樹脂可獲得充分的再生,再生劑的作用比較合理,消耗可比順流式降低25%左右。
                    具體操作原理基本與順流式同。
                    C、逆流再生浮動床式
                         浮床為逆流式的改進,交換器內用樹脂裝滿,再生時先將部分樹脂   轉移于體外罐,反洗后返回交換器進行逆流再生、淋洗、運行等操作,此法可以保持樹脂不亂層,設備利用搴高,再生劑消耗低,出水質量穩定。
                    2、純水
                    A、復床法制取純水
                    此法為較古老的方法,出水純度雖然不如混合床,但再生方法簡單易行,所以還廣泛的被采用,尤其是配合混合床使用更為普遍,在大型水處理中陽床后面加一個脫氣塔(也稱脫碳)將CO2除去.可以減輕陰床樹脂負擔,延長陰樹脂使用周期,從而可以節約再生劑NaOH的用量。是有一定意義的?!                            ?nbsp;                復床新裝的陰陽襯脂為交換柱有效高度的2/3,陰陽樹脂的比例一般為l:l。
                    (1)逆洗:(反洗)水從下口進人,上口排出,反洗強度先慢后快,后加大反洗強度以沖不出樹脂為原則。反洗終點以出水清亮為度。
                    (2)再生:陽柱用4-5%鹽酸順流通過,用量為樹脂體積的2-3倍,保持一定液面,控制一定流速,大約半小時流完全部酸液。
                    陰柱用4-5%NaOH,如用工業NaOH必須用純水配置,不能用自來水配置,因為自來水中鈣鎂離子形成沉淀影響再生效果。堿液用量為樹脂體積的3-5倍。冬季可加溫堿液經40攝氏度可提高再生效果。堿液順流通過 ,保持一定液面,控制一定流速。在一小時之內流完全部堿液。
                    (3)淋洗:陽柱以自來水淋洗,順流通過,采用慢流速,洗至pH=2-3,以氨緩沖液鉻黑T指示劑檢查無鈣鎂離子即可。
                    陰柱以陽柱的氫離子交換水淋洗,開始可用少量水淋洗,以使堿液向下推移,也為再生的繼續,然后用陽柱水淋洗,以使堿液向下推移,也為再生的繼續。然后用陽柱水淋洗,終點控制為出水pH8-10,水樣以1:1硝酸中和成酸性后,用5%AgNO3檢查無氯離子即可。復床出水水質不會太高,搞電阻率可達100萬歐姆/厘米即可串入混合床,可制得高純水。
                    乙、混合床制取純水
                    此法為一個交換柱內有強酸性陽離子交換樹脂,同時也有強堿陰離子交換樹脂,是在混合均勻的情況下將原水(或復床水)順流通過,而得到純度很高的純水。此法是比較現金的方法,是數萬級復床在工作,所以制得的純水質量很高,是制取高純水的嘴尖方法。
                    樹脂在柱內的高度為交換柱的有效高度的2/3,在此2/3的樹脂層內,其中有1/3為強酸性陽離子交換樹脂在下部,強堿陰離子交換樹脂為2/3,在上部。陰陽樹脂的比例剛好為2/1(體積比)。
                    在陰陽樹脂交界處略向下一些有一進酸管,用以陽樹脂再生進酸時,控制酸的界面在陰陽樹脂交界處之下。具體操作如下:
                    1.逆洗分層
                    水從底部進入,上口排出,樹脂要均勻地松弛膨脹開來,可加大水流速以沖不出樹脂為原則,洗至出水清亮為度。
                    反洗的目的為使陰陽離子分層,陽樹脂比重為1.06-1.11,兩種樹脂比重差別較大,所以通過逆洗也可以排除一些雜質異物,保證下一周期的正常運行。逆洗畢,放水,放到樹脂層表面10厘米以上。
                    2.強堿性陰離子交換樹脂再生
                    再生劑為4-5%NaOH,用量為樹脂體積的3-5倍。從上口進入,控制一定流速,維持液面順流通過,通過陽樹脂而排出,通堿時間不少于1小時。
                    當堿液通完后,進行淋洗附在陰樹脂上的堿液時,淋洗先用純水正淋洗,自上而下順流通過,慢速淋洗,大約10分鐘左右改為反洗,可以用自來水進行反洗,水通過陽樹脂(Na交換水)洗陰樹脂,出水pH大約為10左右。為控制淋洗水堿度,可控制在20毫克當量/升一下即可。如用純水淋洗,可洗至pH=7-8,反洗時間約為20分鐘左右。
                    淋洗完排水可排到陰陽樹脂交界處以下1-2厘米,準備陽樹脂再生。
                    3.強酸性陽離子交換樹脂再生
                    再生劑為4-5%鹽酸,用酸量為陽樹脂體積的2-3倍。酸液從酸再生管加入,從下口排出,此法應嚴格控制酸的液面,始終在陰陽樹脂交界處(下一點),切不可上溢到陰樹脂層,否則會使剛再生為OH型的陰樹脂變為Cl型而失效。維持一定流速,在半小時內流完。
                    4.淋洗陽樹脂
                    仍從進酸管進水,控制液面在陰陽樹脂交界處,淋洗水量為陽樹脂體積的4-6倍,慢流速洗至pH=2-3.如測定酸度可控制在5毫克當量/升以下。如用純水淋洗可洗至pH=6-7.
                    6.反洗
                    淋洗陽樹脂可進行一次反洗,水從下口進入上口排出,洗水pH大約為9左右,即反洗5-10分鐘,反洗畢,排水,保持液面在樹脂層表面以上15厘米左右,準備下一步混合。
                    7.混合
                    混合的目的是使兩種樹脂充分均勻混合,混合的辦法有兩種,一是用壓縮空氣自底部進氣,上中排除;二是用真空泵進行混合,自上口抽真空,打開下口閥門進氣,用空氣拌動陰陽樹脂達到充分混合的目的。
                    混合畢應立即排水(將樹脂表面15厘米以上的水層排掉),因為混合后兩種樹脂懸浮于水中,若人氣自由落層,陽樹脂重陰樹脂輕,必然會出現再次分層的現象,所以采取立即排水的方法,借助排水向下的動力,迫使樹脂來不急分層而落層。水放至樹脂表面時即可停止。
                    8.運行
                    以復床或反滲透產水緩慢地注入交換柱中,注滿后即可打開下口進行運行出水。
                    出水開始時渾濁,當水質清亮時檢查水質情況,如合格即可正式運行;如不合格應停止出水,停數小時后再運行,出水水質將大為提高。
                    注:以上以小型交換柱為例,時間條件可隨之變化。
                    ◆離子交換樹脂的存貯
                    1.離子交換樹脂應在一述型態下保存,樣樹脂(Na)型,陰樹脂氯(Cl)型。
                    2.離子交換樹脂應在存貯與運輸過程中應保持水分,防止脫水,脫水后的干樹脂不得直接浸入水中,應先浸入濃度大于10%的食鹽溶液中,使其緩慢且充分膨脹后,方能逐漸用水稀釋。
                    3.離子交換樹脂存貯運輸過程中溫度不得超過40攝氏度。以防止微生物繁殖,導致樹脂霉變。
                    ◆新樹脂預處理方法
                    1.工業性生產的離子交換樹脂出廠時難免有一些雜質,使用前應用清水沖洗,洗至樹脂清亮為止。
                    2.用4%NaOH交替處理,在酸堿之間用大量水淋洗,如此反復處理三次。即:酸一水,堿一水,反復進行,每次酸堿用量為樹脂體積的2倍,在交換柱中動態進行,如在容器中處理應采用少量多次的方法。
                    3.最后一次處理,陽樹脂應用酸轉成H型,所有酸量加倍,水洗用純水;陰樹脂應用堿轉成OH型,所以用堿量應加倍,水洗時用純水。
                    4.如為醫藥食品等工業,處理前最好用乙醇浸泡,然后再用酸堿處理。處理后的新樹脂經過一個周期運行后的第一次再生,酸堿用量應為正常用量的1.5-2倍。
                    ◆離子交換運行、再生中應注意的問題:
                    1.逆流再生后出水水質比順流再生出水水質高,再生劑單耗低于順流再生。
                    2.再生劑質量應高、純度高的再生劑再生效果明顯好得多。
                    3.再生用水的質量應高。
                    4.切忌陽樹脂混入陰樹脂中,否則出水匯Na量會增加而降低于順流再生。
                    5.冬季進水溫度低時。應加熱再生劑的液體溫度。堿液在30-40攝氏度。
                    6.反沖洗時,應緩慢開啟反洗反洗進水閥逐漸提高進水量。水的濁度低時盡量減少反沖洗次數。
                    7.順流再生劑濃度約4%左右,逆流再生劑濃度約2%左右為好。
                     
                    我公司生產的成套離子交換器的選型參數圖表請參見附頁

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