第六章混床离子交换系统.doc

第六章 混床离子交换系统 一、处理原理 混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中，并且在运行前将它们混合均匀。所以，混合床可以看作是许多阴、阳树脂交错排列而组成的多级式复床，如以阴、阳混匀的情况推算，其级数约可达1000～2000级。 在混合床中，由于阴、阳树脂是相互混匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎是同时进行的。或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。所以经Ｈ型交换所产生的H＋和经OH型交换所产生的OH－都不能累积起来，基本上消除了反离子的影响，交换反应进行得十分彻底，出水水质很高。 混合床中树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗。分离的方法一般是用水力筛分法，即用水反洗，利用阳树脂的湿真密度比阴树脂大的特点，使阳树脂处于下层，阴树脂处于上层。再生清洗后，再将两种树脂混合均匀，又可投入运行。 对水质要求高时，混合床中所用的树脂必须是强酸性阳树脂和强碱性阴树脂。如用强酸性、弱碱性树脂或弱酸性、强碱性树脂的混合床，则出水水质就会降低，但是由于弱碱性或弱酸性树脂容易再生，故可降低再生剂的用量。一般来说，混合床做成固定式的。 混床的离交换反应可以用下面的一个式子来表示出来： 2RH 2Na+ (HsiO3-)2 2Na+2 +Ca2+ (HCO3-)2 =R2 　 Ca2+ +H2O 2ROH Mg2+ Cl 　Mg2+ (HsiO3-)2 R2 (HCO3-)2 　　　　Cl-2 二、混床设备结构及特点 固定床式混合床离子交换设备的壳体和压力式过滤器的相同，是圆柱形密闭容器。壳体中常装置有上部进水装置；为了将其中阴、阳树脂分开再生，在其中部还设有配水装置。其设备外观图具体见下图： 为了便于阴、阳树脂分层，混合床用的阳树脂和阴树脂的湿真密度差大于15％～20％。 关于在混合床中阴、阳树脂的配比，应从影响出水水质和一个周期中交换器的出水量两方面来考虑决定。由于各种阴、阳树脂交换容量的不同和各系统中混合床进水的成分有差别，所以此配比值应根据具体情况选取。关于出水水质，试验表明，除了阳树脂明显多于阴树脂的情况外，改变两种树脂比影响不大；当阴树脂多于阳树脂时，处理效果比阳树脂多于阴树脂的好。目前国内采用的树脂体积比通常为阴∶阳＝2∶1。 三、安装说明 本系统中设备包括，混合离子交换器两台，酸碱再生计量箱各一个，再生泵的安装，酸碱喷射器各一个。混合离子交换器安装参照设备的外观图，设备的管道安装请按现场管路图与工艺流程进行安装。如有其它问题请与现场安装指导工程师联系。 注意： 本体设备中的视镜，与法兰连接面不能撞击。 酸碱喷射器应注意进出口方向与压力要求 管道连接处应注意必须牢固可靠，且地面已经了进行防腐处理。 四、设备操作运行 由于混合床是将阴、阳树脂装在同一个交换器中运行的，因此在运行上有许多与普通固定床不同的地方。下面从运行到失效后的操作进行讨论。 1．反洗分层。混合床除盐装置运行操作中的关键问题之一，就是如何将失效的阴、阳树脂分开，以便分别通入再生液进行再生。目前都是用水力筛分法，对阴、阳树脂进行分层。这种方法就是借反洗的水力将树脂悬浮起来，使树脂层达到一定的膨胀率，再利用阴、阳树脂的密度差达到分层的目的。一般阴树脂的密度较阳树脂的小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下，只要控制适当，可以做到两层树脂间有一明显的分界面。 反洗开始时，流速宜小，待树脂层松动后，逐渐加大流速至10m/h左右，使整个树脂层的膨胀率在50％以上。如反洗流速过大，虽然可以增加树脂的膨胀率，有利于分离，但需要用较高级的设备，这就增加投资。一般反洗需10～15min。 两种树脂是否能分层明显，除与阴、阳树脂的湿真密度差、反洗水流速有关外，还与树的失效程度有关。树脂失效程度大的分层容易，反之就比较难，这是由于树脂在吸着不同离子后，密度不同，沉降速度不同而致。当交换器运行到终点时底层尚未失效的树脂较多，未失效的阳树脂(H型)与已失效的阴树脂(SO4型)密度差较小，所以分层就比较困难。 为了容易分层，可在分层前先通入NaOH溶液，将阴树脂再生成OH型，阳树脂转变为Na型，使两者间的密度差加大，从而加快其分层。 此外，H型和OH型树脂还有互相粘结的现象（即抱团），这使分层困难。为了消除此粘结现象，可在分怪前先通入NaOH溶液。 2．再生。混合床的再生通常有体内再生法，下面来介绍这种方法。 混床再生操作有反洗分层，阳，阴离子树脂再生；混脂及正洗见图