混合離子操作說明剖析

1、Mixed ion exchanger混合離子交換器使用說明書宜興市華電環(huán)保設(shè)備有限公司、概述陰陽混合離子交換器(混合床)是用于初級純水的進一步精制，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、陽交換樹脂交錯排列的多級式復(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

2、換樹脂的離子交換作用，將水中的各種離子去除或減少到一定程度， 為了達到這一目的，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、HSiq等陰離子，當(dāng)原水通過陽離子交換器時，水中陽離子被樹脂吸附，樹脂上可交換的陽其反應(yīng)可用下式表離子H被置換到水中，并和水中的陰離子組成相應(yīng)的無機酸, 達:+2-+2-K1/2S0,4K1/2SO,4NaCLf r-s(3n6+ H+CLR-Sq H+1/2CaHCO2+1/2CaHCO1/2 Mg2+HSiO31/2 Mg2+HSiO3含有無機酸的水再先通

3、過除二氧化碳除去大部分 CO,減輕陰離子工作負荷再進入陰離子交換器，水中的陰離子被樹脂吸附，樹脂上的可交換陰離子OH- 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:2-1/2SO42-1/2SO4CL-CL-R NNOH+ H+HCO-3RN+HCO-3+H2OHSiO-3HSiO-3實際上離子交換反應(yīng)可歸納為如下過程：水中離子在水溶液中向樹脂表面擴 散進入樹脂顆粒的交聯(lián)網(wǎng)孔； 然后水中離子與樹脂內(nèi)交換基團接觸并與交換基團 上可交換的同性離子進行交換； 被交換下來的離子在樹脂交聯(lián)網(wǎng)孔內(nèi)向樹脂表面 擴散且進入水中。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

4、幾乎同時進行。 或者說， 水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行的， 經(jīng) H型交換所產(chǎn)生的H和0H都不能積累起來，基本上消除了反離子的影響，交換 時行的比較徹底?；祗w體內(nèi)再生時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)簡述1、進水裝置: 在交換器上部設(shè)有布水裝置，使進水能均勻分布。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 排水裝置進入。再生酸、堿液均由中排口排出。3、中排裝置：

5、中排裝置設(shè)置在陰、陽樹脂的分界面上，用于排泄再生時酸、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，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 o片-進行交換，當(dāng)離子交換樹脂上的H和0戸被 交換完以后， 即樹脂吸附達到了飽和， 樹脂便失去了繼續(xù)交換水中陽、 陰離子的 能力，通

6、常稱為樹脂失效， 如果在樹脂失效后繼續(xù)進水交換， 則出水中所含離子 數(shù)量就會顯著增加，甚至某些離子會等于或超過原水中的含量。把離子交換樹脂上已吸附的陽、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， 這種使失效樹脂重新獲得交換能力的

7、酸、 堿溶液為再生劑， 用鹽 酸和氫氧化鈉作再生劑時，其再生反應(yīng)方程式為：陽離子交換樹脂：R (-SQ) 2Ca+2HCL* 2R (-SOdH+CaCLR SQNa+HCL- RSQH+NaCL陰離子交換樹脂：NHCONaO4R 三 NOH+NaHCONaCL+NaGH 審 NOH+NaCL失效后樹脂再生后，樹脂重新獲得可交換的H和OH,從而恢復(fù)了交換能力， 同時，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態(tài)法和靜態(tài)法兩種，動態(tài)法一般在交換柱或再 生柱中進行，再生劑溶液不斷進入柱中，并不斷排出廢液；靜態(tài)可在容器或交

8、換 柱內(nèi)進行。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，常采用逆流動態(tài)再生法。 本工工藝采用逆流動態(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，每次再生前只進行中間排水以上的壓脂層的反洗。反洗水從中間排水管進入交換器，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。洗至出水清澈為止。步驟：開啟中排進水閥，關(guān)閉進水閥，開啟上排閥，關(guān)閉出水閥。頂壓為了防止交換劑亂層， 頂壓是一項重要措施。 頂壓操作是在進再生液之前先 將頂壓水送入，并保持頂壓水的流量為再生液流量的 1-1.5 倍，約 12m

9、3/h 左右， 在進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，關(guān)閉上排閥，打開進水閥，關(guān)閉中排進水閥。再生 單床的再生比較簡單，把 3滋、堿溶液按流速48米/時，緩緩逆流進 入柱中，時間約為3045分鐘。步驟：打開再生閥，開啟再生泵。 逆流沖洗（置換） 進完再生液后，關(guān)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 洗時間為 30-40min。步驟：關(guān)閉再生泵，打開反沖洗閥，關(guān)閉進水閥 正洗關(guān)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 進行沖洗，直至出水質(zhì)

10、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， 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，長時間的運行后，下部交 換器會不斷被壓實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)過一定周期的運行，需要進行整個床層的反洗（稱大反洗） 。大反洗的周 期與進水濁度有關(guān)，一般經(jīng) 10-20 個運行周期大反洗一次。大反洗操作時， 必須注意防止損壞中間排水裝置， 因為交換劑層較臟， 交換 劑層壓實緊密易結(jié)塊， 如果反洗一開始水的流量很

11、大時， 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)先進行壓脂層的小反洗，松動壓脂層。大反洗后，因交換劑層次破壞，再生時需增加再生劑用量的50%-100%，或采用連續(xù)進行兩次再生的方法來恢復(fù)下部交換劑的再生度。六、操作步驟1、反洗分層：開混床再生泵進口門，啟動再生泵，再開混床再生泵出口門，混 床反洗排水門和排空氣門，反洗進水門。待排空門有水流出后，關(guān)閉排空氣門。 開始反洗流速宜小，待樹脂松動后，逐漸加大流速，直至全部床層都能松動，此時流速大致達到10m/h。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

12、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、關(guān)閉混床反洗進水門，停止以后，若樹脂分層不完全，應(yīng)按1 的操作重新進行反洗分層。3、放水；待陰陽樹脂完全分層后，開正洗排水門，將混床內(nèi)的水放出，水放至離樹脂表面層表面約10c m處。4、進再生液：開混床再生泵進口門，啟動混床再生泵運行，開再生泵出口門，酸堿噴射器進水門，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，再開酸堿計量箱出口門。調(diào)整酸濃度在4-5%，堿濃度在 3-4%內(nèi)。5、置換；當(dāng)酸堿進完后，關(guān)酸堿計量箱出口門，繼續(xù)用酸堿噴射器保持原來水 量進行置換，直至中間排水呈中性為止。關(guān)混床

13、進酸堿門，中間排水門、噴射器出口門，再生泵出口門。停運再生泵，關(guān)再生泵進口門 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，關(guān)閉中間排水門。開混床底部進氣門，母管出口門。從底部通入 壓縮空氣，使樹脂攪勻。所用壓縮空氣壓力 0.1-0.15MPa ，時間約為 5 分鐘。通 完壓縮空氣要快速排水以迫使樹脂迅速降落， 避免樹脂在降落時重新分層。 排水 時開混床正洗排水門。7 、正洗：開中間水泵進口門，啟動中間水泵運行，開中間水泵出口門，陰床進 水門及出水門，再開混床進水門及正洗排水門以 10-20m/h 的流速正洗。洗至出 水合格方可作備用或投入運行。8

14、、再生時一定要陰、陽樹脂完全分開才能再生，其余與陰陽床注意事項相同。七、操作注意事項1 、操作前的準備工作：脫鹽水制取裝置運行以前， 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)部分進行試轉(zhuǎn)，檢查合格后方能正式運行。水泵開機前，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。脫鹽水站在冬季使用時，應(yīng)增添加溫設(shè)備，具有可靠的防凍措施。純水站運行時， 應(yīng)定時測試水質(zhì)， 并做好記載， 并定時化驗原水水質(zhì)以便 驗算，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， 提高管理水平。2、制水時操作工應(yīng)注意以下幾點：應(yīng)定期檢查進水流量及進水壓力，使其達到設(shè)計產(chǎn)水量。應(yīng)經(jīng)常檢查

15、水箱水位，使進出水保持平衡，防止水箱脫水水泵空轉(zhuǎn)。應(yīng)定期檢查交換柱的出水水質(zhì)， 如果檢查的項目超過要求的數(shù)值， 即表明 樹脂已達交換終點，需進行再生。3、反洗時操作應(yīng)注意如下幾點：排水是否正常。樹脂是否松動上升。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。當(dāng)樹脂結(jié)塊上升并久而不散時， 應(yīng)立即關(guān)閉進水閥門， 打開排水閥門， 待 樹脂松動后再重新進行反洗。反洗強度及反洗流量大小，一般要把不使樹脂層頂至上布水板為標準。反洗時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，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，使其均勻地通達樹脂層再生。交換柱再生時，操作人員應(yīng)注意以下幾點： 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 再生劑進液閥門較排