混合床操作說明

1、混合離子交換器宜興市華電環(huán)保設(shè)備有限公司、概述 陰陽混合離子交換器（混合床）是用于初級(jí)純水的進(jìn)一步精制，一般設(shè)置于陰陽離子交換器之后，也可設(shè)置在電滲析或反滲透后串聯(lián)使用，出水水質(zhì)可達(dá)含二氧化硅W 0.02mg/l ,電導(dǎo)率w 0.02卩s/cm。處理后的高純水可供高壓鍋爐、電 子、 醫(yī)藥、造紙、化工和石油等工業(yè)部門。、工作原理混合離子交換法，就是陰陽交換樹脂放置在同一個(gè)交換器中，將它們混合，所以可成是由無數(shù)陰、陽交換樹脂交錯(cuò)排列的多級(jí)式復(fù)床。水中所含鹽類的陰、陽通過該 交換器，則被樹脂交換，而得到高純度的水。離子交換法制取脫鹽水的原理就是利用離子交換樹脂的離子交換作用，將水中的各種離子去除或減

2、少到一定程度，為了達(dá)到這一目的，用離子交換法制備純水必須使 用陽、陰兩種離子交換樹脂，下面說明脫鹽水制備的基本原理。2假如原水中含有K、CeT、Mg等陽離子和S(4、CL、HC(3、HS%等陰離子，當(dāng)原水通過陽離子交換器時(shí)，水中陽離子被樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子H被置換到水中，并和水中的陰離子組成相應(yīng)的無機(jī)酸，其反應(yīng)可用下式表達(dá)：2-K+1/2SO,K+1/2SO,44N6CL一RSqNh+ H+CLR-SO3 H +1/2CaHCO1/2Ca2+HCO1/2 Mg2+HSQ31/2 Mg2+HSiOg含有無機(jī)酸的水再先通過除二氧化碳除去大部分CO,減輕陰離子工作負(fù)荷再進(jìn)入陰離子交換器，水

3、中的陰離子被樹脂吸附，樹脂上的可交換陰離子0H被置換到水中，并與水中的H結(jié)合成水，其反應(yīng)可由下式表達(dá):1/2SO41/2SO4CLCLR NNOH+ H+RN+HQHCO-3HCO-3HSiO-sHSiO-s實(shí)際上離子交換反應(yīng)可歸納為如下過程：水中離子在水溶液中向樹脂表面擴(kuò)散進(jìn)入樹脂顆粒的交聯(lián)網(wǎng)孔；然后水中離子與樹脂內(nèi)交換基團(tuán)接觸并與交換基團(tuán)上可交換 的同性離子進(jìn)行交換；被交換下來的離子在樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)向樹脂表面擴(kuò)散且進(jìn)入水中。在混合床中，由于陰、陽樹脂是相互均勻的，所以其陰、陽離子的交換反應(yīng)幾幾乎同時(shí)進(jìn)行。或者說，水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯(cuò)進(jìn)行的，經(jīng)H型交 換所產(chǎn)生的H禾口 0H都

4、不能積累起來，基本上消除了反離子的影響，交換時(shí)行的比較徹 底?；祗w體內(nèi)再生時(shí)利用兩種樹脂的比重不同，用反洗使陰陽離子交換樹脂完全分離，陽 樹脂沉積在下，陰樹脂浮在上面，然后陽樹脂用鹽酸（或硫酸）再生，陰樹脂用燒堿再 生。三、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述1、進(jìn)水裝置：在交換器上部設(shè)有布水裝置，使進(jìn)水能均勻分布。2、再生裝置：在陰離子交換樹脂上方設(shè)有進(jìn)液母管，管上開水孔布液，陰離子交換樹脂再生用堿液即由該進(jìn)液母管送入，再生陽離子交換樹脂用的酸液由底部排水裝置 進(jìn)入。再生酸、堿液均由中排口排出。3、中排裝置：中排裝置設(shè)置在陰、陽樹脂的分界面上，用于排泄再生時(shí)酸、堿廢液和沖 洗液，型式為雙母管或母支管。4、排水裝置：采用

5、多孔板上裝設(shè)濾水帽的型式。另外，在陰、陽樹脂分界面外、樹脂 表面外及最大反洗膨脹高度處各設(shè)視窺鏡一個(gè)，用以觀察樹脂表面及反洗樹脂的情況。筒體上部設(shè)樹脂輸入口，筒體下部近多孔板處設(shè)樹脂卸料口，考慮了樹脂輸入和卸出采用水輸送的可能。四、再生原理：在制取脫鹽水的交換過程中，水中陽離子與陽樹脂上的氫離子H交換；水中陰離子 與陰樹脂上的氫氧根離子0H進(jìn)行交換，當(dāng)離子交換樹脂上的H和0H被交換完以后， 即樹脂吸附達(dá)到了飽和，樹脂便失去了繼續(xù)交換水中陽、陰離子的能力，通常稱為樹脂 失效，如果在樹脂失效后繼續(xù)進(jìn)水交換，則出水中所含離子數(shù)量就會(huì)顯著增加，甚至某 些離子會(huì)等于或超過原水中的含量。把離子交換樹脂上已

6、吸附的陽、陰離子去除，并代之以新的H+和0H交換離子的方 法稱為再生。離子交換樹脂經(jīng)再生后就能重新獲得交換水中陽、陰離子的能力，因此， 在純水制取中，離子交換樹脂的再生是十分重要的操作。離子交換樹脂的再生一般都用酸、堿再生法，其基本原理是將一定濃度的酸、堿溶 液加之失效的離子交換樹脂，利用酸、堿溶液中的H和0H離子，分別將飽和樹脂上所吸附的陽、陰離子置換下來，使離子交換樹脂重新獲得重交換水中陽、陰離子 的能力，這使失效樹脂重新獲得交換能力的酸、堿溶液為再生劑，用鹽酸和氫氧化鈉 作再生劑時(shí)，其再生反應(yīng)方程式為：陽離子交換樹脂：R (-SQ) 2Ca+2HCL- 2R (-SOdH+CaCLR S

7、ONa+HCL* RSOH+NaCL陰離子交換樹脂：NHCONaOH*R 三 NOH+NaHCONaCL+NaOH 審 NOH+NaCL失效后樹脂再生后，樹脂重新獲得可交換的H和0H,從而恢復(fù)了交換能力，同時(shí)，由于所采用的再生劑以及水中離子種類的不同，在再生過程中亦生成一定 數(shù)量的鹽類。五、再生方法：離子交換樹脂的再生方法有動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法兩種，動(dòng)態(tài)法一般在交換柱或再生柱中進(jìn) 行，再生劑溶液不斷進(jìn)入柱中，并不斷排出廢液；靜態(tài)可在容器或交換柱內(nèi)進(jìn)行。先用清 水洗滌失效樹脂，然后加入再生劑溶液并加以攪拌混合，然后倒去再生廢液，用清水洗滌 樹脂，在工業(yè)水處理系統(tǒng)中，常采用逆流動(dòng)態(tài)再生法o本工工藝采用逆

8、流動(dòng)態(tài)法。各主要再生操作步驟說明如下：小反洗為了保持交換劑床層不亂，每次再生前只進(jìn)行中間排水以上的壓脂層的反洗。反洗水從中間排水管進(jìn)入交換器，由頂部排出。流速一般為10m/h，以出口水中不逸出交換劑顆粒為準(zhǔn)。洗至出水清澈為止。步驟：開啟中排進(jìn)水閥，尖閉進(jìn)水閥，開啟上排閥，尖閉出水閥。(2)頂壓為了防止交換劑亂層，頂壓是一項(xiàng)重要措施。頂壓操作是在進(jìn)再生液之前先將頂壓 水送入，并保持頂壓水的流量為再生液流量的115倍，約12m3/h左右，在進(jìn)再生液和 正洗的全部過程中，頂壓用的水應(yīng)該穩(wěn)定，不可中斷。步驟：打開中排出水閥，尖閉上排閥，打開進(jìn)水閥，尖閉中排進(jìn)水閥。再生 單床的再生比較簡(jiǎn)單，把3滋、堿溶

9、液按流速48米/時(shí)，緩緩逆流進(jìn) 入柱中， 時(shí)間約為3045分鐘。步驟：打開再生閥，開啟再生泵。 逆流沖洗（置換）進(jìn)完再生液后，尖閉再生液門，開逆流沖洗水，用水置換再生廢液。逆流沖洗水的流速應(yīng)保持與再生液流速大致相同，直到廢液基本排盡為止。一般逆流沖 洗時(shí)間 為 30-40min。步驟：尖閉再生泵，打開反沖洗閥，尖閉進(jìn)水閥 正洗尖閉中間排水裝置的排水門，開啟下部排水門，用較大流量的水按順流方向進(jìn)行沖 洗，直至出水質(zhì)量合格為止。流速一般為15m/h左右。 大反洗逆流再生的離子交換器，在一般再生時(shí)，只反洗交換劑層表面的壓脂層，以保持 下部交換劑的層次，獲得較高的再生效率。但是，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，下部交

10、換器會(huì)不斷被 壓實(shí)或因積有懸浮物而結(jié)塊，造成水流阻力過大，甚至出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，從而影響樹脂的 工作交換容量和降低出水質(zhì)量，以及使再生劑比耗增高。為此，經(jīng)過一定周期的運(yùn)行， 需要進(jìn)行整個(gè)床層的反洗（稱大反洗）。大反洗的周期與進(jìn)水濁度有矢，一般經(jīng)10-20 個(gè)運(yùn)行周期大反洗一次。大反洗操作時(shí)，必須注意防止損壞中間排水裝置，因?yàn)榻粨Q劑層較臟，交換劑層 壓實(shí)緊密易結(jié)塊，如果反洗一開始水的流量很大時(shí)，交換劑層可能成活塞狀托起而沖撞 壞中間排水裝置。為此，反洗水的流量必須從小到大。在大反洗之前應(yīng)先進(jìn)行壓脂層的 小反洗，松動(dòng)壓脂層。大反洗后，因交換劑層次破壞，再生時(shí)需增加再生劑用量的50%-100%，或采用連

11、續(xù)進(jìn)行兩次再生的方法來f灰復(fù)下部交換劑的再生度。六、操作步驟1、反洗分層：開混床再生泵進(jìn)口門，啟動(dòng)再生泵，再開混床再生泵出口門，混 床反洗排 水門和排空氣門，反洗進(jìn)水門。待排空門有水流出后，矢閉排空氣門。開始反洗流速宜 小，待樹脂松動(dòng)后，逐漸加大流速，直至全部床層都能松動(dòng)，此 時(shí)流速大致達(dá)到10m/h o 陰樹脂膨脹率為70%以上，陽樹脂的膨脹率約為30%以上，這樣經(jīng)1015分鐘就可使 陰、陽樹脂分層。（可以使用混床出水母管中的水經(jīng)出水門來加大反洗分層流量。）2、尖閉混床反洗進(jìn)水門，停止以后，若樹脂分層不完全，應(yīng)按1的操作重新進(jìn)行反洗分層。3、放水；待陰陽樹脂完全分層后，開正洗排水門，將混床內(nèi)

12、的水放出，水放至離樹脂表面層表面約10c m處。4、進(jìn)再生液：開混床再生泵進(jìn)口門，啟動(dòng)混床再生泵運(yùn)行，開再生泵出口門，酸堿噴射器進(jìn)水門，中間排水門，維持交換器內(nèi)水位在樹脂表面10c m處，穩(wěn)定2分鐘，再開酸堿計(jì)量箱出口門。調(diào)整酸濃度在45%，堿濃度在3-4%內(nèi)o5、置換；當(dāng)酸堿進(jìn)完后，尖酸堿計(jì)量箱出口門，繼續(xù)用酸堿噴射器保持原來水量進(jìn)行置換，直至中間排水呈中性為止。尖混床進(jìn)酸堿門，中間排水門、噴射器出口門， 再生泵出口門。停運(yùn)再生泵，尖再生泵進(jìn)口門。6、陰陽樹脂的混合：混合前開中間排水門，將混床內(nèi)的水放到樹脂層表面上100-150mm處，尖閉中間排水門。開混床底部進(jìn)氣門，母管出口門。從底部通入

13、 壓縮空 氣，使樹脂攪勻。所用壓縮空氣壓力0.10.15MPa，時(shí)間約為5分鐘。通完壓縮空氣要 快速排水以迫使樹脂迅速降落，避免樹脂在降落時(shí)重新分層。排水時(shí)開混床正洗排水 門。7、正洗：開中間水泵進(jìn)口門，啟動(dòng)中間水泵運(yùn)行，開中間水泵出口門，陰床進(jìn)水門及出 水門，再開混床進(jìn)水門及正洗排水門以1020m/h的流速正洗。洗至出 水合格方可作備用 或投入運(yùn)行。8、再生時(shí)一定要陰、陽樹脂完全分開才能再生，其余與陰陽床注意事項(xiàng)相同。七、操作注意事項(xiàng)1 、操作前的準(zhǔn)備工作：(1) 脫鹽水制取裝置運(yùn)行以前，所有脫鹽水制取系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、再生劑配制及輸 送系統(tǒng)等均應(yīng)部分進(jìn)行試轉(zhuǎn)，檢查合格后方能正式運(yùn)行。(2)

14、水泵開機(jī)前，應(yīng)先檢查一下水箱水位，水泵泵頭一定要浸入水中方能啟動(dòng)。(3) 脫鹽水站在冬季使用時(shí)，應(yīng)增添加溫設(shè)備，具有可靠的防凍措施。純水站運(yùn)行時(shí)，應(yīng)定時(shí)測(cè)試水質(zhì)，并做好記載，并定時(shí)化驗(yàn)原水水質(zhì)以便驗(yàn) 算，調(diào)整交換柱的工作周期及酸、堿的耗量，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高管理水平。2、制水時(shí)操作工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)應(yīng)定期檢查進(jìn)水流量及進(jìn)水壓力，使其達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水量。應(yīng)經(jīng)常檢查水箱水位，使進(jìn)出水保持平衡，防止水箱脫水水泵空轉(zhuǎn)。(3) 應(yīng)定期檢查交換柱的出水水質(zhì)，如果檢查的項(xiàng)目超過要求的數(shù)值，即表明樹脂已 達(dá)交換終點(diǎn)，需進(jìn)行再生。3、反洗時(shí)操作應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：(1)排水是否正常。樹脂是否松動(dòng)上升。樹脂是否膨脹到極限位置及高度，應(yīng)注意勿使樹脂層頂至上布水板。(4) 當(dāng)樹脂結(jié)塊上升并久而不散時(shí)，應(yīng)立即尖閉進(jìn)水閥門，打開排水閥門，待樹脂 松動(dòng)后再重新進(jìn)行反洗。反洗強(qiáng)度及反洗流量大小，一般要把不使樹脂層頂至上布水板為標(biāo)準(zhǔn)。反洗時(shí)是可按排水的清潔決定，一般應(yīng)到排水清晰為至。4、 再生：交換柱再生時(shí)，應(yīng)首先打開放氣閥，以便排除柱內(nèi)的空氣，而后打開排水閥門，并從下部輸入酸、堿液，使其均勻地通達(dá)樹脂層再生。交換柱再生時(shí)，操作人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)應(yīng)檢查再生劑的濃度和溫度。酸(堿)液流入是否正常。酸(堿)液輸入后，應(yīng)在樹脂層頂至上部一定的水墊層高度，一般應(yīng)略將再生劑進(jìn) 液閥門較排水閥門開得大一些。5