化学水处理培训教材.ppt

2、一级除盐系统+混床 1—水泵； 2—阳离子交换器； 3—除碳器； 4—中间水箱； 5—中间水泵； 6—阴离子交换器 ； 7—混床 出水 进水 7 ▲阳离子交换 进入一级除盐系统的水是经预处理，水中只含有少量的溶解性杂质。溶解性杂质包括阳离子、阴离子、少量胶体硅等。其中水中的阳离子主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+和极少量的Al3+、Fe3+离子组成，阴离子主要由HCO3－、SO42-、Cl－和少量的NO3-、HSiO3-离子组成。 当水通过强酸性H型阳交换器时，水中所有的阳离子都被强酸性H型树脂吸收，活性基团上的H+被置换到水中，与水中的阴离子组合生 成酸。其反应式： 1/2Ca 1/2SO4 1/2Ca 1/2H2SO4 1/2Mg NO3 + RH → R 1/2Mg + HNO3 CI HCI Na HCO3 Na 1/2H2CO3 阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会有其它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是Na+，故习惯上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限值时，阳离子交换器被判失效，需停运再生后才能投入运行。 为什么阳交换器失效时，首先发生漏钠，而不是漏Ca2+或Mg2+离子？这是因为水中各种阳离子与树脂中H+发生交换反应时，因树脂对各种阳离子的吸收有选择性，故被树脂吸收的离子在交换器内有分层现象，根据树脂对被吸收离子的选择性顺序，最上层是最易被吸收的Ca2+，次层以Mg2+为主，下层就是Na+。强酸性阳树脂的选择性顺序为： Fe3+A13+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+ ▲阳离子交换器 进水装置的作用：是均匀分布进水于交换器的过水断面上。另一个作用是均匀收集反洗排水。 压脂层的作用：过滤掉水中的悬浮物及机械杂质；使进水通过压脂层均匀作用于树脂层表面；防止树脂在逆流再生中乱层。 中间排液装置的作用：中间排液装置对逆流再生离子交换器运行效果有较大影响，其作用是均匀排出再生液，防止树脂乱层、流失外，还应有足够的强度，安装时应保证在交换器内呈水平状态， 排水装置的作用：是均匀收集处理好的水；另一个作用是均匀分配反洗进水。 排水装置 压脂层200mm 进水装置 反洗空间 中间排液装置 树脂层 逆流再生阳离子交换器结构图 当交换器不断进水，随离子交换的不断进行，由于水中的Ca2+比Mg2+、Na2+与树脂的亲合力更大，更易被树脂吸收，所以水中的Ca2+-离子可和已吸收了Mg2+的树脂进行交换反应，使Ca型树脂层向下扩展，而被置换下来的Mg2+一起与Na+型树脂发生交换，使Mg2+型树脂层下移而Na+的交换区域也逐渐下移。 ▲树脂的再生 无顶压逆流再生的操作步骤： 1）小反洗。只对压脂层进行反洗，冲洗掉积聚在压脂层上的污染物。用水为该级交换器的进口水，流速树脂不乱层为宜，一直反洗至出水清澈为为止。 2）放水。待树脂颗粒下沉后，放掉中间排液装置以上的水。 3）进再生液。将再生液放入交换器内，严格控制其流速和浓度 4）逆流再生。进完再生液，关闭再生液计量箱出口阀，按再生液的流速和流量继续用稀释再生液的除盐水进行冲洗，直至出水指标合格为止。关闭进水阀。 5）小正洗。水从上部进入，控制适当的流速，洗去再生后压脂层中残留的再生废液和杂质。小正洗用水为运行时的进口水。 6）正洗。用水自上而下进行正洗，直到出水水质合格，即可投运运行。 压脂层 进 水 再 生 液 出 水 逆流固定床制水和再 生流向图 再生废液 进 水 再 生 液 出 水 交换器经过多周期运行后，下部树脂层也会受到一定程度的污染，必须定期对整个树脂层进行大反洗，大反洗前先进行小反洗，在大反洗时流量应由小到大，逐步增大。从下步进水废液由上部的反洗排水阀排出。 ▲除碳器 除碳原理 水通过阳离子交换器，水中的HCO3-与从树脂上交换下来的H+结合，形成H2CO3极不稳定，随即分解生成的CO2： H2CO3 → H2O+CO2 水中的CO2，可以看作是溶解在水中的气体，它的溶解度与气体分压的关系符合亨利定律，即在一定的温度下气体在液体中的溶解度与该气体在液面上的分压成正比。只要降低水面上CO2的分压力，溶于水中的游离CO2就能解吸出来。 降低液面CO2气体分压的常用方法有鼓风和抽真空两种。 排水口 进气口 进水口 o o o o o