水處理行業(yè)離子交換樹器概述

1、水處理行業(yè)離子交換樹器概述一、離子交換床型的分類：工業(yè)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?BR>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(qiáng)、弱聯(lián)合除鹽工藝?，F(xiàn)對上述主要常用的幾種床型作介紹，并且對原水的進(jìn)水水質(zhì)和再生劑質(zhì)量要求特說明如下：1、原水進(jìn)水水質(zhì)要求項(xiàng)目數(shù)據(jù)（GBJ109-87）超標(biāo)后果濁度固定床順流再生5mg/

2、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(qiáng)度急劇下降耗氧量（CODMn）2mg/l強(qiáng)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(tǒng)0.3mg/l混床0.1mg/l樹脂容量下降，出水水質(zhì)惡化2、再生劑質(zhì)量指標(biāo)2.1、再生用工業(yè)HCl質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指 標(biāo)總酸度 %31鐵%0.012.2、再生用離子膜NaOH質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指 標(biāo)NaOH%30NaCl%0.01Fe2O3%0.001Na2CO3%0.2二、順流再生固定床1、順流再生固定床的優(yōu)點(diǎn)：由于其運(yùn)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，

3、設(shè)備制作也相對簡單。2、順流再生固定床的缺點(diǎn)：由于再生的方向和運(yùn)行的方向相同，再生后保護(hù)層的樹脂再生率比逆流再生方式的低很多。而出水水質(zhì)的好壞，又直接與出水處保護(hù)層樹脂的再生率有關(guān)，所以，這種再生率不高的再生方式?jīng)Q定了出水質(zhì)量不好。為了使保護(hù)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(zhì)，故運(yùn)行費(fèi)用較高。目前，這種床型大多用于軟化水的制備或?qū)λ|(zhì)要求不是很嚴(yán)格的生產(chǎn)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(yùn)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(yùn)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(jié)塊，為再生作準(zhǔn)備。

4、3.2、再生:再生的目的是將失效的樹脂恢復(fù)交換容量的過程。再生效率的高低是影響出水質(zhì)量和周期制水量的關(guān)鍵。3.3、置換：用置換水按再生液的流程繼續(xù)對樹脂進(jìn)行沖洗，使樹脂上部的空間及樹脂層中間再生液充分發(fā)揮作用，不至于浪費(fèi)再生劑，并縮短后續(xù)的正洗時間。置換用水一般都用本工藝所制的水充當(dāng)。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(jìn)水對樹脂進(jìn)行沖洗，直到出水合格，正洗結(jié)束。正洗流速與運(yùn)行流速相同。3.5、運(yùn)行：完成上述步驟后，床體可以正式投入運(yùn)行。通常情況下，我們把離子交換器從運(yùn)行交

5、換過程開始到正洗結(jié)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(shù)列表如下：操作步驟項(xiàng)目強(qiáng)酸陽樹脂強(qiáng)堿陰樹脂弱酸陽樹脂弱堿陰樹脂 反洗水質(zhì)清水陽床出水或清水清水清水流速m/h15-208-1010-155-8時間min20-3010-2020-3020-30反洗膨脹率%70-10070-10070-10070-100反洗終點(diǎn)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HClNaClNaOHHClNaOH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/m

6、ol70-80100-120100-1204040-50濃度%3-45-82-2.52-3再生流速m/h4-64-64-63-54-6最佳溫度常溫30常溫常溫置換水質(zhì)純水軟化水純水純水純水時間min40-50306030-4060流速m/h4-64-64-63-54-6正洗水質(zhì)原水原水陽床出水原水陽床出水時間min15-2020約20-3020-30約20-30流速m/h2020202015-20終點(diǎn)Na+500mg/l硬度0.03mmmol/l硅100mg/l電導(dǎo)率10us/cm用戶根據(jù)要求不同自定Cl-0.01 mmmol/l運(yùn)行流速m/h2020202020溫度常溫 常溫常溫常

7、溫失效終點(diǎn)Na+500mg/l硬度硬度0.03mmmol/l硅100mg/l電導(dǎo)率10us/cm用戶根據(jù)要求不同自定Cl-0.01 mmmol/l注：有關(guān)硫酸的再生方法和有關(guān)參數(shù)，后面有關(guān)章節(jié)將有專門詳細(xì)的介紹。5、順流再生常見的故障：可能由于以下的原因，會導(dǎo)致出水質(zhì)量不達(dá)標(biāo)和周期制水量減少的情況發(fā)生，用戶可對照下面的情況，尋找原因：5.1、順流再生軟化水處理：、周期制水量逐漸減少：a、食鹽用量不足，沒有達(dá)到70-80g/mol的標(biāo)準(zhǔn)；b、配制食鹽的水質(zhì)太差或鹽中的雜質(zhì)含量太多，應(yīng)改善鹽的質(zhì)量和水的質(zhì)量；c、正洗時間過長，損失了樹脂的交換容量，嚴(yán)控正洗時間；d、樹脂受鐵、鋁等金屬污染中毒，用7

8、%的鹽酸溶液浸泡復(fù)蘇；e、樹脂結(jié)塊，反洗效果不好，產(chǎn)生偏流，導(dǎo)致再生效果差。加強(qiáng)反洗效果，控制合適的反洗膨脹率和反洗時間。、出水硬度突然不合格：a、設(shè)備里的防腐層脫落，有鐵離子帶入水中，造成分析上的錯覺，應(yīng)檢查防腐層是否正常；b、進(jìn)、出水閥門串漏，進(jìn)水漏入出水中，檢查閥門的嚴(yán)密性；、再生劑耗量過大，超過正常值：a、樹脂中毒污染，用7%的鹽酸浸泡復(fù)蘇；b、再生的流速過快，樹脂的接觸時間不夠，交換不徹底，將再生時間調(diào)到正常值；、正洗長時間不合格：a、正洗流量太小，將流量調(diào)至正常范圍內(nèi)；b、檢查進(jìn)出水串聯(lián)閥是否滲漏；c、樹脂有否漏空現(xiàn)象，控制進(jìn)出水流量的平衡； 三、逆流再生固定床逆流再生是

9、對流再生的一種（a,一種是運(yùn)行自上而下，再生時自下而上，如雙室固定床；b,另一種是運(yùn)行自下而上，再生時則自上而下，如雙室浮動床），運(yùn)行時水流的方向自上而下，再生時，再生液的流向則自下而上，故叫對流再生。再生和置換時離子交換樹脂不發(fā)生亂層是保證逆流再生的關(guān)鍵。為此，對逆流再生有一定的嚴(yán)格要求，特別是壓脂層樹脂高度和再生流速。對流交換器其實(shí)和順流交換器大致相同，最主要的不同之處在于其有壓脂層，并且設(shè)有中間排水裝置，中排裝置在樹脂層和壓脂層之間，用于再生廢液的排出。中排還是小反洗的進(jìn)水和小正洗的出水管。1、逆流再生的優(yōu)點(diǎn)：逆流再生交換器由于所進(jìn)的再生液的方向與運(yùn)行的方向相反，故其出水處的保護(hù)層樹脂的

10、再生率非常高，出水質(zhì)量優(yōu)良，其出水Na+含量實(shí)際一般都能低于100ug/l,一級除鹽水的電導(dǎo)率能小于5us/cm。由于保護(hù)層的再生率高，故無需增加額外的再生劑用量，再生劑用量比順流式的要少，再生廢液的排放量也少，運(yùn)行費(fèi)用相對較低。對水質(zhì)的適應(yīng)性也較強(qiáng)，（順流再生時，原水NaCl含量大于120mg/l時，出水已不合格，可是若采用逆流再生，原水的NaCl含量達(dá)200mg/l時，出水仍然合格）。目前逆流再生固定床分無頂壓法、水頂壓法、氣頂壓法、低流速法四種。現(xiàn)在采用無頂壓的再生方式相對較多，水頂壓和氣頂壓由于操作相對較繁瑣和要求高，也越來越少。低流速法其實(shí)就是無中排裝置的無頂壓法再生方式，操作很難控

11、制，采用的非常少。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，只要中排管的開孔面積合適，大多數(shù)的水、氣頂壓法裝置均可用無頂壓法的操作方式替代。2、逆流再生的缺點(diǎn)：逆流再生交換器由于在再生時，必須保證樹脂不能亂層，因此，對再生的流速和壓脂層高度要求極嚴(yán)格，常常因?yàn)樵偕魉俸蛪褐瑢痈叨葲]有控制好，而出現(xiàn)再生失敗的情況。因此，對操作要求也相對比順流嚴(yán)格很多。對樹脂的高度和壓脂層的要求，經(jīng)驗(yàn)表明，壓脂層的高度控制在30-50cm較為合適。或者說，壓脂層的高度是以樹脂再生時不動為基本原則的。一般的設(shè)計(jì)參數(shù)將高度定在20-25cm的數(shù)值，是不穩(wěn)妥的參數(shù)，只能僅僅作為參考！壓脂層就是在樹脂層表面上多加30-50cm的樹脂，其作用防止再生

12、和置換時向上流動的再生液和水引起樹脂的攪動，破壞正常層態(tài)分布，同時對進(jìn)水起一定的過濾作用。有的資料介紹壓脂層可以用密度低于樹脂的白球（惰性樹脂）充當(dāng)，其實(shí)，這是不合理的。因?yàn)閴褐瑢影浊虻拿芏仁潜葮渲孕?，它總在樹脂層的上面，這樣沒法將運(yùn)行中的破碎樹脂反洗出去，甚至截留的懸浮物也沒有用樹脂作壓脂層反洗的干凈。3、對流再生的操作步驟樹脂對流再生的操作步驟分為小反洗、再生、置換、小正洗、大正洗、運(yùn)行、大反洗七步。其中，大反洗不是每周期都進(jìn)行，而是當(dāng)壓差升高到一定值（超過0.15MPa），或連續(xù)運(yùn)行1-2個月進(jìn)行一次，除小反洗和小正洗外，各步驟的目的，與順流再生一樣。3.1、小反洗：就是將中排以上的

13、壓脂層進(jìn)行反洗。由于床體運(yùn)行一個周期所截留的懸浮物大部分都在壓脂層中，因此，只要將它清洗干凈而無需進(jìn)行大反洗，就能起到降低壓差的作用。另外，對樹脂進(jìn)行大反洗，徹底打亂了失效時的層態(tài)分布，將保護(hù)層中的樹脂失效率大幅提高，所以大反洗后的再生劑用量是平常的1.5-2倍。3.2、小正洗：就是對壓脂層進(jìn)行清洗，由進(jìn)水管進(jìn)水，中排管出水。因?yàn)橹脫Q的時間有限（一般在60min以內(nèi)），往往置換結(jié)束，樹脂中還殘存較多的再生液，包括壓脂層中。為了使在隨后的正洗時壓脂層中的再生液不至于回流樹脂中，進(jìn)行的小正洗就起到了這種作用。一般10-15min就能將壓脂層清洗干凈，大大降低總的正洗時間。4、四種對流再生方法的工藝

14、條件和特點(diǎn)再生方法主要工藝條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)無壓法再生流速3-5m/h，置換流速3-5m/h ，小正洗10-15m/h系統(tǒng)簡單，操作方便，自用水耗低對壓脂層和再生流速要求極嚴(yán)格水頂壓法頂壓水壓0.05Mpa,頂壓水流量為再生水流量的1-1.3倍不易亂層，再生成功率高自用水耗高，穩(wěn)壓要求高氣頂壓法再生流速4-5m/h，空氣流量0.2-0.3m3/m2.min，置換相同。水耗低，再生成功率高易發(fā)生油污染，對供氣設(shè)備的除油要求高低流速法再生流速2m/h設(shè)備簡單，操作方便，自用水耗低再生時間太長，流速不易控制5、對流再生的操作步驟和工藝參數(shù)操作步驟目的項(xiàng)目陽床陰床注意事項(xiàng)小反洗松動壓脂層，清除截留物水質(zhì)本級

15、進(jìn)水本級進(jìn)水每周期一次流速m/h10-155-10時間min15-2010-15終點(diǎn)出水澄清出水澄清再生恢復(fù)樹脂的交換容量再生劑HClH2SO4NaOH 用量g/mol50-55（分步再生，見后續(xù)的詳細(xì)介紹）55-65濃度%3-4流速m/h3-430-40常溫3-4時間min30-40溫度20-30置換充分利用再生劑水質(zhì)除鹽水除鹽水確保流速與再生時相同時間min3060流速m/h3-43-4終點(diǎn)酸度5mmol/l堿度10mmol/l小正洗清除壓脂層內(nèi)的廢液水質(zhì)本級進(jìn)水本級進(jìn)水 流速15-2015-20時間10-1510-15終點(diǎn)PH基本呈中性基本呈中性正洗除去殘留再生劑和洗

16、脫下來的反離子水質(zhì)本級進(jìn)水本級進(jìn)水正洗終點(diǎn)指標(biāo)可由各用戶自定時間min10-30約20-30流速m/h15-2515-25終點(diǎn)Na+300ug/l電導(dǎo)率10us/cmsio2100mg/l運(yùn)行工作制水流速m/h15-2515-25失效終點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，用戶可自定終點(diǎn)Na+300ug/l電導(dǎo)率10us/cmsio2100mg/l大反洗較徹底清除截留物和碎樹脂，松動樹脂層水質(zhì)本級進(jìn)水本級進(jìn)水或純水10-20周期一次或壓差超0.15MPa時間min20-3015-20流速m/h10-158-10終點(diǎn)出水澄清出水澄清四、單室浮動床單室浮動床就是運(yùn)行時水流方向是自下而上，再生時，再生液自上而下的一種運(yùn)行方式。與

17、逆流再生的正好相反，是對流再生的另一種形式。單室浮動床工藝有樹脂充滿和不充滿兩種情況。充滿的也就是所謂的滿室床（再生后的形態(tài)下樹脂充滿整個室），運(yùn)行時基本無法浮動。滿室床在運(yùn)行初期和中期時，樹脂層都不會亂層，出水水質(zhì)優(yōu)良，偶然停運(yùn)，對水質(zhì)、水量均影響不大。但在運(yùn)行的后期，隨著樹脂的失效度的提高，樹脂的體積有所收縮，底部會出現(xiàn)一定的水墊層，加之后期的樹脂保護(hù)層已經(jīng)很薄，故不能停運(yùn)，否則將使整個床體提前失效。不充滿浮動床有一定的反洗空間，可以進(jìn)行反洗（由于有水帽的阻擋，其實(shí)這種反洗效果并不好，只能稱之為樹脂的松動）。因?yàn)橛羞@一空間的存在，運(yùn)行中將出現(xiàn)部分樹脂的浮動現(xiàn)象。樹脂浮動的多少，取決于空間的

18、大小和成床的流速。經(jīng)驗(yàn)表明，至少有50%的樹脂呈壓實(shí)狀態(tài)，才能保證出水的質(zhì)量。并且成床后不能停運(yùn)，否則將出現(xiàn)嚴(yán)重的亂層，而使樹脂提前失效。1、單室浮動床的優(yōu)點(diǎn)：1.1、由于是自上而下的再生方式，故不會出現(xiàn)亂層現(xiàn)象，再生操作簡單。而且無易于損壞的中排裝置，提高了運(yùn)行的可靠性；1.2、運(yùn)行時的水流方向和重力方向向反，樹脂的壓實(shí)程度比向下流的運(yùn)行方式要小很多，故水流阻力較?。?.3、由于樹脂裝填的較滿，空間利用率較高，可達(dá)90%以上，遠(yuǎn)高于順流和逆流再生設(shè)備的60%的空間利用率；1.4、由于不能經(jīng)常反洗，及床內(nèi)的水墊層較小，所以自用水耗很低，僅5%左右。1.5、設(shè)備出力大。由于運(yùn)行的壓差較小，其運(yùn)行

19、流速可達(dá)40m/h，遠(yuǎn)高于其他床型的單室床。2、單室浮動床的缺點(diǎn)：2.1、因無反洗空間或反洗空間太小，一般都要設(shè)額外的體外清洗罐，增加了投資和體外反洗的復(fù)雜性；2.2、中后期不能停運(yùn)，要求連續(xù)運(yùn)行，否則影響水質(zhì)和周期制水量；2.3、由于不能床內(nèi)反洗，因此對進(jìn)水的濁度要求嚴(yán)格，應(yīng)小于2mg/l；2.4、由于床體內(nèi)的細(xì)碎樹脂集中在出水處，容易從水帽縫隙流失，陽樹脂到陰樹脂里，會使陰床的電導(dǎo)率上升，陰樹脂帶入熱力系統(tǒng)，會造成設(shè)備的腐蝕。為此，在浮動床的出水管道上必須安裝樹脂捕捉器。3、單室浮動床的運(yùn)行、再生參數(shù)浮動床的運(yùn)行過程分以下幾步：制水、落床、再生、置換、成床、正洗、運(yùn)行步驟，各參數(shù)見下表：項(xiàng)

20、目強(qiáng)陽浮動床強(qiáng)陰浮動床運(yùn)行流速m/h20-4020-40終點(diǎn)Na+300ug/l硅100ug/l電導(dǎo)率5us/cm落床 停運(yùn)后自然沉降再生再生劑HClH2SO4NaOH再生劑用量g/mol40-50硫酸再生見后面詳細(xì)說明55-65流速m/h3-53-5濃度%2-32-3置換流速m/h3-53-5時間min3060終點(diǎn)酸度10mmol/l堿度10mmol/l成床流速m/h20-3020-30正洗流速m/h20-4020-40時間min15-2015-20終點(diǎn)Na+300ug/l硅100ug/l電導(dǎo)率5us/cm說明：浮動床進(jìn)行體外清洗后，應(yīng)倍量進(jìn)行再生。五、有關(guān)單室床的相關(guān)計(jì)算（適用上

21、述三種床型）：1、工作交換容量1.1、陽樹脂工交計(jì)算公式如下：Qa=(A+S)V/ VR（5-1）式中：Qa：陽樹脂的工作交換容量，mol/m3;A： 陽床平均進(jìn)水堿度，mmol/l;S:陽床平均出水酸度，mmol/l;V:周期制水總量,m3;VR：床內(nèi)樹脂體積（逆流再生則不含壓脂層體積），m3;1.2、陰樹脂的工交計(jì)算公式如下：Qk=（S+CO2+SiO2）V/ VR（5-2）式中：Qk：陰樹脂工作交換容量，CO2：陰床進(jìn)水平均CO2濃度，mmol/l;SiO2：陰床進(jìn)水平均SiO2濃度，mmol/l;S、V、 VR同上式（5-1）；2、酸、堿耗2.1、酸耗的計(jì)算公式如下:Kac=Mac/(

22、A+S)V(5-3)式中：Kac：酸耗，g/mol;Mac:按純酸計(jì)再生用酸量，g；S、A、 V同上式（5-1）；2.2、堿耗的計(jì)算公式如下：Kal= Mal/（S+CO2+SiO2）V(5-4)式中：Kal：堿耗，g/mol；Mal: 按純堿計(jì)再生用堿量，g；S、CO2、SiO2、V同（5-1）、（5-2）含義；3、再生劑用量的計(jì)算：M=Qg×VR×k/1000a式中：M：再生劑的用量(工業(yè)用酸堿)，Kg;Qg : 樹脂工作交換容量，mmol/l;VR：床內(nèi)樹脂體積（逆流再生則不含壓脂層體積），m3;K：再生劑實(shí)際耗量（指酸耗或堿耗），g/mol；a：工業(yè)用酸或堿的含量，

23、%；4、自用水耗的計(jì)算：F=(V1+V2+V3)/V×100%（5-5）式中：F:自用水耗，%V1：反洗用水量，m3;V2: 再生用水量（包括置換用水），m3;V3：正洗用水，m3;V：周期總制水量，m3;六、雙層床雙層床是在同一交換器內(nèi)裝有強(qiáng)、弱兩種樹脂的聯(lián)合應(yīng)用工藝的固定床離子交換器。一般是上層為弱型樹脂，下層是與之相對應(yīng)的強(qiáng)型樹脂。利用兩種樹脂的濕真密度差和不同的粒徑大小，通過反洗使兩種樹脂自然分層。裝有強(qiáng)酸樹脂和弱酸樹脂的雙層床稱之為陽雙層床；裝有強(qiáng)堿樹脂和弱堿樹脂的雙層床稱之為陰雙層床；運(yùn)行時，水由上而下流經(jīng)整個樹脂層；再生時，再生液則由下而上逆流再生；雙層床離子交換器的結(jié)

24、構(gòu)與逆流再生固定床相同，運(yùn)行的步驟也相同。1、雙層床的優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)好，再生劑用量低，周期制水量大，樹脂的平均工交高；由于采用了弱堿樹脂，對防止有機(jī)物對強(qiáng)堿樹脂的污染有一定的優(yōu)勢。2、雙層床的缺點(diǎn)：隨著樹脂使用時間的增加，以及受有機(jī)物、硅的污染，樹脂的比重會發(fā)生改變，使強(qiáng)弱樹脂的分層效果變差，強(qiáng)弱樹脂互相混雜，影響交換能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，對于陽雙層床，當(dāng)混脂層的樹脂量達(dá)25%時，平均工交將下降5-10%。陰雙層床的混脂達(dá)30%時，對工交也將有明顯的影響。另外，由于弱型樹脂的粒度較細(xì)，運(yùn)行的壓差較大。由于雙層床是逆流再生，其再生的流速不宜太大，故應(yīng)防止膠體硅在陰雙層床的沉積。因?yàn)檫\(yùn)行時，強(qiáng)堿樹脂

25、吸著了大量的硅酸，再生時，由于堿液首先接觸這一層樹脂，致使廢堿液中含有大量硅的化合物。當(dāng)這種廢液接觸弱堿陰樹脂時，廢液中OH-迅速被弱堿樹脂所吸附的酸中和，使廢液的PH值可能馬上下降到8以下，使硅酸的溶解度降低，從而形成部分的膠體硅沉積于樹脂層中，污染陰弱堿樹脂，并使后面的正洗時間延長，周期制水量減少。3、雙層床的適應(yīng)范圍：陽雙層床適應(yīng)于碳酸鹽硬度較高的水質(zhì)，陰雙層床適應(yīng)于強(qiáng)酸陰離子含量較高的水質(zhì)。一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，弱型樹脂的高度至少應(yīng)為強(qiáng)弱樹脂總高度的40%以上雙層床才有設(shè)計(jì)的價值。雙層床對原水的水質(zhì)變化適應(yīng)性差。因?yàn)榇搀w中的強(qiáng)弱樹脂比是固定的，當(dāng)水質(zhì)變動時，它不能自動適應(yīng)。因此所用水源的水質(zhì)必

26、須穩(wěn)定。4、雙層床常見故障：4.1、周期制水量減少：原水的水質(zhì)成分發(fā)生了改變，分析原水水質(zhì)，了解成分的變化。水質(zhì)輕微的變化，可以在樹脂總高度不變的情況通過適當(dāng)改變樹脂的強(qiáng)弱比例起到增加周期制水量的目的。4.2、正洗時間長：弱堿樹脂出現(xiàn)硅污染，對樹脂進(jìn)行適當(dāng)復(fù)蘇。5、雙層床的操作和工藝參數(shù) 操作步驟目的項(xiàng)目陽雙層床陰雙層床注意事項(xiàng)反洗松動壓脂層，清除截留物水質(zhì)原水陽床出水每周期一次，關(guān)鍵步驟 反洗膨脹率%80-10080-100時間min20-3020-30終點(diǎn)樹脂分層明顯樹脂分層明顯再生恢復(fù)樹脂的交換容量再生劑HClNaOH防止樹脂亂層用量g/mol50-5560濃度%3-

27、4流速m/h3-43-4時間min30-4030-40溫度常溫20-30置換充分利用再生劑水質(zhì)除鹽水除鹽水 時間min3060流速m/h3-43-4終點(diǎn)酸度5mmol/l堿度10mmol/l正洗除去殘留再生劑和洗脫下來的反離子水質(zhì)本級進(jìn)水本級進(jìn)水正洗終點(diǎn)指標(biāo)可由各用戶自定時間min10-30約20-30流速m/h15-2515-25終點(diǎn)Na300ug/l電導(dǎo)率10us/cm,sio2100ug/l運(yùn)行工作制水流速m/h15-2515-25失效終點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，用戶可自定終點(diǎn)Na+300ug/l電導(dǎo)率10us/cm,sio2100ug/l七、雙室固定床雙室固定床也叫雙室床。它是在雙層床的基礎(chǔ)上

28、改進(jìn)的一種床型。為避免雙層床的強(qiáng)弱樹脂分層不清情況，在強(qiáng)弱樹脂之間裝一塊雙向水帽的多空板，將交換器分割為上、下兩室，故稱雙室床。弱型樹脂在上室，強(qiáng)型樹脂在下室，并且采用同雙層床一樣的向下流運(yùn)行和向上流再生的工藝方式。為防止下室強(qiáng)型樹脂的少量細(xì)碎顆粒對水帽縫隙的堵塞，在下室強(qiáng)型樹脂和水帽間都裝填25-30cm的惰性樹脂，并且惰性樹脂還能起到強(qiáng)型樹脂因轉(zhuǎn)型時的體積脹縮時的空間緩沖作用，有利于樹脂的再生效果。下室一般在再生后都被強(qiáng)型樹脂和惰性樹脂所填滿，否則，再生時會出現(xiàn)強(qiáng)型樹脂的亂層情況，從而影響出水水質(zhì)。上室的弱型樹脂再生時的亂層對其運(yùn)行效果影響不大。1、雙室固定床的優(yōu)點(diǎn)：由于兩種樹脂完全被分開

29、，因而對樹脂的真密度和粒徑無特殊的要求。由于不用擔(dān)心強(qiáng)、弱樹脂的混雜，因此反洗操作比較簡單放心。運(yùn)行時截留的懸浮物主要被弱型樹脂所截留，每次再生前可以通過反洗清除干凈。2、雙室固定床的缺點(diǎn)：由于下室中的樹脂是裝填滿的，所以，強(qiáng)型樹脂是不能進(jìn)行體內(nèi)反洗的，必須另設(shè)體外清洗罐定期進(jìn)行體外清洗。還有強(qiáng)型樹脂失效時會出現(xiàn)一定高度的水墊層，因此再生時稍不注意，會出現(xiàn)亂層現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)，甚至再生失敗。3、雙室固定床適應(yīng)的水質(zhì)的條件：由于屬于強(qiáng)弱聯(lián)合工藝，所以雙室床的適應(yīng)條件相似于雙層床。4、雙室固定床的操作工藝參數(shù)：項(xiàng)目陽雙室固定床陰雙室固定床運(yùn)行流速m/h15-2515-25終點(diǎn)Na+300ug/l

30、SiO2100ug/l電導(dǎo)率5us/cm反洗流速m/h5-10(主要反洗弱酸樹脂)10-15(主要反洗弱堿樹脂)時間min15-2015-20終點(diǎn)出水澄清出水澄清再生再生劑HClH2SO4NaOH再生劑用量g/mol50-55硫酸再生見后面詳細(xì)說明60-65流速m/h3-53-5濃度%2-32-3置換流速m/h3-53-5時間min3060終點(diǎn)酸度10mmol/l堿度10mmol/l正洗流速m/h20-4020-40時間min15-2015-20終點(diǎn)Na+300ug/lSiO2100ug/l電導(dǎo)率5us/cm5、雙室固定床常見的故障：5.1、再生不合格：這是雙室床最常見的問題。主要是因?yàn)橄率业?/p>

31、樹脂高度裝填不合適所致！雙室床的下室裝填的是強(qiáng)型樹脂，其量裝填的太多，會因?yàn)闆]有再生時的轉(zhuǎn)型膨脹空間使樹脂破碎，甚至脹壞水帽或多孔板；裝填的量太少，又會因失效時的水墊層太高，致使再生時樹脂亂層，影響出水水質(zhì)，甚至使再生失敗。5.2、設(shè)備上的故障：雙室床的制作要特別注意，尤其是各視鏡的位置要非常的合理，人孔的設(shè)置要適宜。否則，這些缺陷都將會給再生和運(yùn)行帶來影響。在河南某電廠，就出現(xiàn)過因?yàn)殡p室床的制作問題，導(dǎo)致運(yùn)行出現(xiàn)麻煩：下室視鏡的正確位置應(yīng)在惰性樹脂和樹脂的交界處，這樣可以看清樹脂的真實(shí)裝填高度，可以隨時作出調(diào)整。但該廠的下室視鏡的位置卻遠(yuǎn)離此位置60cm，導(dǎo)致無法判斷樹脂的準(zhǔn)確高度，給裝填帶

32、來極大的麻煩。該廠陽雙室床調(diào)試期間始終出不了合格水，后來查找出是因?yàn)橐曠R的問題看不清樹脂的高度使裝填量偏少，再生時強(qiáng)型樹脂總是亂層所致。還有設(shè)計(jì)上的問題，我們在東北某電廠就發(fā)現(xiàn)雙室床的下室強(qiáng)酸樹脂的高度與下室空間極不匹配，居然樹脂層面上有樹脂高度100%的水墊層空間，致使每次再生沒法控制樹脂的亂層問題，反復(fù)再生都沒法制出合格水，后來只有被迫將下室填滿樹脂，才制出了合格的水質(zhì)，但完全背離了原水水質(zhì)的設(shè)計(jì)理念。八、雙室浮動床雙室浮動床是在床體內(nèi)的中部，同樣裝有一塊雙面水帽的多孔板，將床體分成上下兩室。與雙室固定床不同的是，上室是強(qiáng)型樹脂，下室是弱型樹脂。再生和運(yùn)行時的液體流向相反。雙室固定床的上室

33、是能進(jìn)行體內(nèi)反洗的，而雙室浮動床的上室是不能進(jìn)行體內(nèi)反洗的，上、下室的樹脂必須都要進(jìn)行體外清洗。雙室浮動床的運(yùn)行和再生操作與單室浮動床的方法步驟相同。1、雙室浮動床的優(yōu)點(diǎn)：該床是目前所有床型中相對出力最大、周期制水量最多、出水質(zhì)量最好的一種制水設(shè)備。因是強(qiáng)弱聯(lián)合應(yīng)用工藝，所以再生比耗低，再生廢液排放量少，自用水耗低。2、雙室浮動床的缺點(diǎn):由于上下室的樹脂基本是滿的，因此不能進(jìn)行體內(nèi)的清洗，必須設(shè)體外清洗罐，而且對進(jìn)水的濁度要求也較嚴(yán)。中后期要求連續(xù)運(yùn)行，不能停運(yùn)，出水管道上必須安裝樹脂捕捉器。3、雙室浮動床的操作工藝參數(shù)見下表：項(xiàng)目陽雙室浮動床陰雙室浮動床運(yùn)行流速m/h20-4020-40終點(diǎn)

34、Na+300ug/lSiO2100ug/l電導(dǎo)率5us/cm再生再生劑HClH2SO4NaOH再生劑用量g/mol50-55硫酸再生見后面詳細(xì)說明60-65流速m/h3-53-5濃度%2-32-3置換流速m/h3-53-5時間min3060終點(diǎn)酸度10mmol/l堿度10mmol/l成床流速m/h20-3020-30  正洗流速m/h20-4020-40時間min15-2015-20終點(diǎn)Na+300ug/lSiO2100ug/l電導(dǎo)率5us/cm4、強(qiáng)、弱聯(lián)合應(yīng)用的工藝要求和特點(diǎn)上述三種床型屬于最常用的強(qiáng)、弱樹脂聯(lián)合應(yīng)用工藝。它們除了操作上的區(qū)別外，其強(qiáng)、弱樹脂的配比原則、

35、對水質(zhì)的適應(yīng)要求都完全相同?，F(xiàn)簡要介紹如下：1、適應(yīng)水質(zhì)：因?yàn)槿跣蜆渲膬r格相對于強(qiáng)型樹脂要高很多，投資較大。所以不是特定的水質(zhì)，一般不隨便采用，并且不是任何水質(zhì)都適應(yīng)弱型樹脂的使用，只有與之相適宜的水質(zhì)，才能發(fā)揮出其優(yōu)良的特性。1.1、強(qiáng)、弱型陽樹脂聯(lián)合工藝適宜的水質(zhì)條件為：由于弱酸樹脂整個運(yùn)行周期中，基本只對水中的重碳酸鹽硬度具有交換的能力，因此，第一，碳酸鹽硬度要大于2mmol/l以上；第二，原水硬、堿度比為1.0-1.5之間較有使用弱酸樹脂的價值；否則不能發(fā)揮弱酸樹脂的高交換容量特點(diǎn)。1.2、強(qiáng)、弱型陰樹脂聯(lián)合工藝適宜的水質(zhì)條件是:進(jìn)水的強(qiáng)酸陰離子的含量大于2mmol/l，或者原水中的

36、有機(jī)物含量較高。因?yàn)槿鯄A樹脂在整個運(yùn)行周期中基本只對水中的強(qiáng)酸陰離子進(jìn)行交換，所以，太低的強(qiáng)酸陰離子含量，就沒有使用弱堿樹脂的必要。由于弱堿樹脂在強(qiáng)堿樹脂前，因此對防止有機(jī)物對強(qiáng)堿樹脂的污染有一定的作用。2、聯(lián)合應(yīng)用中強(qiáng)、弱樹脂的配比：在實(shí)際的應(yīng)用中，聯(lián)合工藝的最佳狀態(tài)是強(qiáng)、弱樹脂能基本同時失效，使各自的交換容量能充分發(fā)揮。因此，強(qiáng)弱樹脂的應(yīng)保持合適的比例。兩種樹脂的比例可根據(jù)各自交換的離子量和工交來進(jìn)行計(jì)算。2.1、強(qiáng)弱陽樹脂的體積比：V=Qw×Vw/(Ht-a)=Qs×Vs/(K-Ht+a)Vw/Vs=Qs(Ht-a)/Qw(K -Ht+a)式中：V 周期制水量，m3；

37、Qw、Qs弱酸和強(qiáng)酸樹脂的工交；Vw、Vs弱酸和強(qiáng)酸樹脂的體積，m3；K原水陽離子的總量，mmol/l;Ht原水碳酸鹽硬度，mmol/l;a弱酸樹脂平均碳酸鹽硬度的泄漏量，mmol/l，其值可按下表選取：原水水質(zhì)硬堿比Ht（mmol/l）2233a值（mmol/l）2.2、強(qiáng)、弱型陰樹脂的體積比Vw/Vs= Qs(Cf-b)/Qw(Cr +b)式中：Vw、Vs強(qiáng)弱堿陰樹脂的體積，m3；Qs、Qw強(qiáng)弱堿陰樹脂的工作交換容量，mol/m3；Cf水中強(qiáng)酸陰離子的含量，mmol/l;Cr水中弱酸陰離子的含量，mmol/l;b弱堿樹脂平均酸度泄漏量，mmol/l，（此值一般取得0.1-0.2mmol/l

38、較為適宜）；2.3、聯(lián)合應(yīng)用工藝中的陰、陽樹脂工交的大致選值（工業(yè)酸堿）：樹脂型號D113001×7D301201×7工交值mmol/l1500-1800800-1000800-1000300-400九、混床混床是將兩種樹脂按一定比例裝入同一個交換器中，并且在混合狀態(tài)下同時進(jìn)行運(yùn)行交換的床體。試驗(yàn)表明，只有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿型的樹脂組成的混床出水水質(zhì)相對較好。1、混床的作用：一級除鹽水往往不能滿足高壓以上的鍋爐補(bǔ)給水的質(zhì)量要求，必須對一級除鹽水做進(jìn)一步的處理?；齑驳某鏊妼?dǎo)率可達(dá)0.2us/cm以下，SiO2可以小于20ug/l，pH值在6.5-7.5之間?；齑部梢源_保一級除鹽在監(jiān)

39、督不及時出現(xiàn)水質(zhì)的瞬間變壞情況下的正常供水。2、混床的除鹽原理：由于陰、陽樹脂是相互混合在一起，相當(dāng)于眾多的陰、陽床排列在一起運(yùn)行，并且陰、陽離子的交換是同時進(jìn)行的，據(jù)推算，一臺混床約包含1000-2000組的一級復(fù)床。它與一級復(fù)床不同，一級復(fù)床除鹽的陽床出水都是將原水中的鹽，交換為相應(yīng)的酸，而酸電離出的H+離子會影響與水中的陽離子的交換，并且還對樹脂上殘留的RNa型離子進(jìn)行交換，使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+經(jīng)過陰床后又會使出水含NaOH,同樣電離出的OH+離子又對陰樹脂再生殘留的HSiO3型樹脂進(jìn)行再生，從而使陰床的出水總含有一定的SiO2。而混床則不一樣，陽床置換出的H+離子和陰

40、床置換出的OH-離子迅速發(fā)生中和反應(yīng)，使反應(yīng)進(jìn)行的非常完全，故出水水質(zhì)很好。反應(yīng)式如下：RH+ROH+NaClRNa+RCl+H2O3、混床樹脂的選用和配比:在選用混床樹脂時，既要考慮失效后的樹脂分層，又要考慮到再生后的樹脂混合。容易分層的樹脂，不易混合；容易混合的樹脂，往往又不好分層；因此，在樹脂選型時，要綜合考慮兩方面的因素，不能片面追求某一個方面。目前，有各種行業(yè)的混床樹脂要求標(biāo)準(zhǔn)。對于鍋爐補(bǔ)給水處理混床，通常采用的陰、陽樹脂體積比均為2:1。即陽為0.5米，陰為1.0米；但是，對于直徑2.5米的混床，為減少死角，樹脂的比例建議陰為1.2米，陽為0.6米較為適宜。混床一般采用的是凝膠型的

41、樹脂，但是隨著使用年限的增加，凝膠型樹脂的色差越來越接近，分層面不易看清。建議采用大孔型的混床專用樹脂，其陰為白色，陽為灰褐色，分層面清楚，利于操作。加上大孔型樹脂的強(qiáng)度遠(yuǎn)好于凝膠型樹脂，其破碎球很少，運(yùn)行的壓差也較小。4、混床的操作步驟：（自失效時開始）4.1、反洗分層：先以約10-15m/h的流速將樹脂松動分層，控制100%的反洗膨脹率，直到反洗出水清澈、并且樹脂分層面明顯止；讓樹脂自然沉降穩(wěn)定；4.2、預(yù)噴射：開啟堿、酸閥，以約3-4m/h的流速進(jìn)行預(yù)噴射（堿流量應(yīng)稍微大于酸流量，以防亂層?。?，觀察樹脂層、流量正常后，方可進(jìn)再生液。4.3、進(jìn)酸堿：開啟堿、酸閥，并控制堿濃度在3.0-4.

42、0%之間，酸濃度在3.0-4.0%之間；4.4、置換：通完堿、酸后，只需關(guān)閉酸、堿閥，繼續(xù)以同樣的流量對樹脂進(jìn)行置換，直到中排的出水電導(dǎo)率20us/cm止；4.5、排水：將水位降到距樹脂層面約20cm的地方，準(zhǔn)備混脂；4.6、混脂：通入約0.2-0.3Mpa的壓縮空氣，時間約2分鐘（具體看視鏡的混脂效果）。4.7、正洗：快速關(guān)閉氣閥，迅速打開正洗閥，讓樹脂快速落床穩(wěn)定，以防再次分層！約30秒后，開啟進(jìn)水閥，關(guān)閉正洗閥，將床體充滿水，進(jìn)行大正洗，直到正洗出水合格后，投入運(yùn)行。說明：混床再生分同步和分步法再生兩種。上面是同步法的再生步驟。分步再生法耗時又耗水，基本用的很少，這里就不介紹了。5、混床

43、常見的故障見下表：序號現(xiàn)象產(chǎn)生原因處理方法1混床出水電導(dǎo)率、二氧化硅不合格a，一級除鹽水不合格，影響混床出水；a，重新再生，并控制一級除鹽水質(zhì)量；b，分層不好，影響再生效果；b,按規(guī)程重新分層再生；c，閥門不嚴(yán)，相互串漏；c,檢查各閥門情況；d，樹脂被污染；d,復(fù)蘇樹脂或更換；e,氣壓、氣量不足，混脂不好；e,確保氣壓、氣量，重新混脂；2出水PH值偏低a,混床樹脂被有機(jī)物污染；a,復(fù)蘇或更換樹脂；3陰、陽樹脂反洗分層不明顯a,反洗操作不當(dāng)；a,重新按規(guī)程操作；b,陰、陽樹脂粒度、比重不符合規(guī)范；b,更換樹脂；c,樹脂未失效，比重差??；c，堿泡、淋洗后重新反洗分層；d,樹脂被污染，比重發(fā)生變化；

44、d,缺點(diǎn)污染源，復(fù)蘇或更換；除了上表使用中常見的問題外，還有如下兩種情況需重點(diǎn)說明一下，因?yàn)樗鼈兌际窃谡Ｊ褂们鞍l(fā)生的問題：5.1、混床樹脂的裝填高度:陰、陽樹脂的裝填高度不恰當(dāng)是混床出水不合格的最常見的問題之一。由于混床內(nèi)的中排位置在陰、陽樹脂的分層處，所以如何準(zhǔn)確將陽樹脂的高度控制在中排的位置，尤其重要。一般新床的調(diào)試都會出現(xiàn)偏差，原因是所供新的強(qiáng)酸樹脂按標(biāo)準(zhǔn)是Na型，當(dāng)轉(zhuǎn)成H型時，有約10%的膨脹率，而設(shè)計(jì)提供的樹脂高度都是指再生態(tài)的高度。另外，經(jīng)過酸、堿預(yù)處理，樹脂有一個不可逆的膨脹過程，也會使樹脂的體積增大，兩種膨脹致使陽樹脂超過中排的高度，造成再生時陽樹脂受堿液污染，從而影響出水水

45、質(zhì)。因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，混床樹脂裝填時，要適當(dāng)少裝填陽樹脂，一般凝膠型的陽樹脂少裝11%左右，大孔型的陽樹脂少裝7%左右較為適宜；混床陰樹脂同樣存在同樣的問題，由于它在陽樹脂的上面，只要陽樹脂裝填合適，它也就不會出現(xiàn)交叉污染。但是，它的樹脂層面也要控制恰當(dāng)，不要超過中視鏡的中部。以方便觀察操作現(xiàn)象。5.2、混床設(shè)備制作上的缺陷：、視鏡設(shè)置：現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)多個用戶的設(shè)備故障有視鏡的位置設(shè)置不準(zhǔn)，與中排的高度不相匹配。我們在重慶某電廠就發(fā)現(xiàn)混床下視鏡的高度居然完全在中排的下方，結(jié)果，根本看不到樹脂的分層面和分層情況，給操作帶來很大的麻煩。因此，建議用戶在設(shè)備的正式制作前，一定要嚴(yán)把圖紙的審查關(guān)，否則，一旦設(shè)備定型，將無法更改。、混床反洗空間的預(yù)留：我們知道，樹脂分層的好壞，直接決定再生的成功與否；而分層的好壞，則又由反洗膨脹空間的大小來決定。那么，膨脹空間的大小到底多少為合適呢？目前的設(shè)計(jì)手冊對混床的要求也模糊不清，沒有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)。但在行業(yè)上對混床的反洗空間都有約定