1、混床再生步骤 经过一级复床除盐 处 理过的水 ， 虽 然 水质已较好 ， 但通常 还达 不到非常纯的程度 ， 其 主 要原因是 位 于系统首位的 H离 子 交换器的 出水中有强酸 ， 离子 交 换的逆反应 倾 向比较显著 ， 以致出 水 中仍残 留少量 Na + 。当对水质 要 求更高时 ， 尽管可采取增加级 数 的办法来 提高水质 ， 但增加了 设 备的台数和 系 统的复杂性 。 为解决这 个问题 ， 采 混合 床除盐是一 种 有 效 办法。 所谓混合 床 就 是 将阴阳树脂按 一 定 比 例混合装在同 一 个 交换 器中，水通过 混合 床 就能完成许多 级 阴阳 离子交换过 程。 对于不
2、同类别树脂 组成 的 混合 床 ， 出 水水质是不 同 的。 具 体如 下表： 混 床 类别 强酸强 碱型 强酸 弱碱型 弱 酸强 碱型 弱 酸 弱碱型 阳树脂 强酸性 强酸性 弱 酸性 弱 酸性 阴树脂 弱碱 性 弱碱 性 强 碱 性 弱碱 性 出水 电导率 ( s/cm) 0.1 1-10 1 100-1000 出水 SiO2(mg/L) 0.02-0.1 不 变 0.02-0.15 不 变 对水质要求 很 高时， 混 床中 树脂必须 是强 型 的。 弱 酸 弱碱型混 床出水水质 很差 ，一 般 不采 用 。 混 床 按再生方式分 为 体内再生 和 体 外再生 ，下文 主要 讲述体内 再生
3、 的强酸强 碱型 混合 床。 一、 除 盐 原理 混 床离子交换除盐， 就 是 把阴阳 离 子 交换 树脂放在同 一 交 换器 中， 运行前 ， 先把 它 们分别再生成 OH型 和 H型 ，然 后混 合 均匀 。 所 以 混 床可以 看作由 许 许多多阴 阳 树脂 交 错排列而组成 的 多 级 式 复床。 在混 床中， 由 于 运行 时 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 ， 水中 阳 离子交换和 阴 离子 交换是 多次 交 错进行 的 。因 此 ，经 H离子交换 所产生 的 H + 和经 OH 离子交换 所产生 的 OH 都
4、 不 会累 积起 来， 而 是 马 上 互相 中和 生成 H 2 O。这 就 使 交换反应 进行 得 非常 彻底 ，出水水质 很 好。 混 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 。 再生 清洗 后 ， 再将 两 种 树 脂混合均匀 ， 又投 入使 用 。 二、 设备 结构 混合 床离子交换器 本 体 是 个 圆柱 形 压力容 器 ，有 内 部 装 置 和 外 部 管 路 系统。 容 器 内 主要 装 置 有 ：上 部 进 水 装 置、 下 部配 水 装 置、 进 碱装 置、 进 酸 装 置及压缩空气 装 置 ， 本 体内 再 生混合 床中 部
5、阴阳 树脂 交 界 处 设有中 间 排 液 装 置 。 具体 见 下 图 ： 进水 进碱 废液 进酸 进水 装置 进 碱装置 树脂层 中间 排 液装置 下 部配水 装置 进 酸装置 出水 混 床 结 构 示 意图 进水 进碱 反 洗进水 进压 缩 空气 进酸 放水 反洗 排水 中 间 排液 出水 正 洗排水 混 床 管路 示 意图 三、 混 合 床 中的 树脂 为了 便 于 混 床中 阴 阳 树脂分 离， 两 种 树脂 的 湿真密 度 差 应 大 于 15%。为 适 应高 流速 运行 需 要， 混 床 使 用 的 树脂 应 机械 强 度高， 颗 粒大小 均匀 。 确 定混合 床中 阴阳 树脂
6、比 例 的原 则 是 使两 种树脂同进 失 效 ，以 获得 树脂 交换 容 量的 最大利 用率 。 由 于不 同树脂 的 工 作 交换 容 量不 同 ， 进 水水质 条件 和 对 出水水质要 求的 差 异 ， 所 以应 根据 具体 情况 确 定混 床中 阴阳树脂 比 例 。 一 般 来 说 ， 混 床中 阳树脂 工 作 交换 容 量为 阴树脂 的 2-3倍 。因 此如 果单独 采 用混 床 除盐， 则 阴 阳 树脂 的 体积 比为 （ 2-3） ： 1。 四、 运行 操 作 由 于 混 床是 将阴阳 树 脂装在同 一 交 换器中 进行 ， 所 以 在运 行上有 许多 特殊 的 地 方 。 下
7、面讨论 一 个 周期各步操 作 。 1 反洗分层 混 床 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 再生 。 在 火力发 电 厂 水处理中， 目 前都 是 用 火力筛 分 法对 阴阳树脂进行分 层 。这 种方 法是 借 反 洗 的水 力 将树脂 悬浮 起 来， 使 树脂 达到一 定 的 膨胀 率 ， 利 用阴阳树脂 的 湿 真密 度 差 达到 分 层目 的。 阴树脂 密 度较 阳树脂 小 ， 分 层 后阴树脂在 上 ， 阳树脂在下 ， 所 以 只 要 控制 适 当，可以 做 到 两层 树脂 间 有一 个
8、明 显 界面 。 反 洗开 始 时， 流速 宜 小 ， 待 树脂 层 松动 后 ， 逐渐 加 大流速 到 10m/h左右 ， 使 整 个树脂 层膨胀 率在 50%-70%， 维持 10-15分 钟 ， 一 般 即 可达到较好的 分 离 效 果 。 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 度有 关 外 ，还 与 树脂 的 失 效 程度有 关 。 树脂 失 效 程度 大 的 容 易 分 层 ，反 之 就 比较 困难 。这是 由 于 树脂在 吸着 不 同 离子 后 密 度不 同 ， 沉降 速 度不 同所 致。 对于 阳树脂 不 同 离子 型
9、的 密 度 排列 顺序 为 ： H + NH 4 + Ca 2+ Na + K +阴树脂 不 同 离子 型 的 密 度 排列 顺序 为 ： OH - Cl - CO 3 2- HCO 3 - NO 3 - SO 4 -由 以 上 顺序 可 知 ， 失 效 程度 大 者 容 易 分 层 ，反 之 困难 。 2 再生 （ 1） 两步法： 指 再生 时酸 碱再生 液 不是 同 时 进 入 交换器， 而 是 分别进 入 。 它 又 分 为 碱 液流 过 阴阳树脂 两步 法和酸 碱先后分别 通过 阴阳树脂 两 步 法。 在 大 型装 置 中一 般 采 用后者 。其 操 作 过程 如 图 ： 阳树脂再生
10、阴树脂清洗 HCL或 H2SO4 废水 废液 NaOH 除盐水 废水 废水 废水 除盐水 废液 正洗 废水 除盐水 除盐水 除盐水 阴阳树脂 都清洗 阴树脂再生 阳树脂清洗具体作 法是， 在 反 洗 分 层 后 ， 放 水 至 树脂表 面 上 约 100m处， 从 上 部 进 入 碱 液 再生阴树脂 ， 废 液 从 阴阳分 界 处中 排 管 排 出， 接着 按同 样 的 流 程 清洗 阴树脂 。 直至 排 水的 OH 降至 0.5mmol/L以 下 。 在上述 过程中， 也 可 用 少量水 自 下 部 通过 阳树脂 层 ，以 减轻 碱 液 对 阳树脂 的 污染 。然 后 ， 由 底部 进 酸
11、再生阳树脂 ， 废 液 也 由 中 排 管 排 出。 同 时为 防止 酸 液 进 入 已 再生 好的 阴树脂 层 中， 需 继续 由上 部 通 以 小流 量水 清洗 阴树脂 。 阳树脂 的 清洗流 程 也 和 再生 时 相同 。 清洗 至 排 水酸度 降 到 0.5mmol/L以 下 为 止 。 最 后进行 整 体 正 洗 ， 即从 上 进 水 底部 排 水， 直至 出水 电导率 小 于 1.5 s/cm为 止 .在 正 洗 进 程中 , 有时为提高 正 洗 效 果 ,可 进行 一 次 2-3分 钟短 时 间 反 洗 ，以 消 除 死角 残 液 。 （ 2） 同时再生法 再生 时， 由上下同
12、时 送 入 酸 碱 液 ， 并接着 进 清洗 水， 使之 分别 经 阴阳树脂 层 后 ， 由 中 排 管 排 出。采 用此方 法时， 若 酸 液 进完后 ， 碱 液 未 进完 时， 下 部 仍应以 同 样 流速 通 清洗 水，以 防 碱 液 串 入 下 部 污染 已 再生 好的 阳树脂 。 如 图 ： 废水 除盐水 废液 NaOH 除盐水 HCL或 H2SO4 阴阳树脂同时分别再生 阴阳树脂同时分别清洗3 阴阳树脂的混合 树脂 经 再生 和 清洗 后 ， 在 投入 运行前必须将分 层 的 树脂混合均 匀 。通常 用 从 底部 通 入压缩空气 的办法 搅拌 混合 。这 里 的 压缩空气 应经过
13、净化 处理，以 防 其中有 油 类 杂质 污染 树脂 。 压缩空气 一 般 采 用 0.1-0.15MPa,流 量为 2.0-3.0m 3 /(m 2 .S) 混合 时 间 主要 视 树脂 是 否 混合均匀 为 准 ，一 般 为 0.5-10分 钟 时 间 ,过 长 容 易磨损 树脂 。 为达到较好的 混合效 果 ， 混合前 应 先将 交换器中的水 面 下 降 到 树脂 层 表 面 上 100-150mm处。 此外 ，为 防止 树脂在 沉降 过程中 又 重新 分 离 而 影响 其 混合 程度，除 必须 通 入适 当的 压缩空气 ， 并保持 一 定 时 间 外 ， 尚 需 足够 大 的 排 水
14、速 度， 迫 使 树脂 迅 速 降落 ， 避免 树 脂 重新 分 离。 若 树脂下 降 时，采 用 顶 部入 水，对加 速 其 沉降也 有一 定效 果 。 4 正洗 混合 的 树脂 层 ，还要 用 除盐水以 10-20m/h流速 正 洗 ， 直至 出 水 合 格 后 （ 如 SiO 2 含 量 低 于 20 g/L， 电导率 小 于 0.2 S/cm） ,方 可 投入 运行 。 正 洗 初 期 ， 由 于 排 出水 浑浊 ，可 将 其 排 入地 沟 ， 待 排 水 变 清 后 ，可 回收 利 用 。 5 制水 混 床的 运行 制 水 与普 通 固 定 床 相同 ， 只 是 它 可以采取更高的
15、流 速 。通常对 凝胶 型树脂 可取 40-60m/h， 如用 大 孔 树脂 可高达 100m/h以 上 。 混 床的 运行 失 效 标 准 ，通常是 按 规 定 的 失 效 水质 标 准控制 ， 即 当其 用 于一级除盐设备 之 后 时，出水 电导率 为 0.2 S/cm或 SiO 2 为 20 g/L， 也 可 按 预 定 的 运行 时 间 或产 水量 控制 ， 即 在前 级除盐 装 置 出水 电导率 10 S/cm， SiO 2 100 g/L的水质 条件 下 ， 混 床 产 水比 按 1000-1500m/h树脂 计 ，来 估算 运行 时 间 或产 水量。 此外 ， 也 有 按进 出
16、口 压力 差 控制 的。 五、 混床运行的特点 混床与复床相比有以下特点 ： 1 优点 （ 1） 出水水质 优良 。 用 强酸强 碱 性 树脂组成 的 混 床，其 出水残留的 含 量 在 1.0mg/L以 下 ， 电导率在 0.2 S/cm以 下 ，残留的 SiO2在 20 g/L以 下 ， PH接 近 中 性。 （ 2） 出水水质 稳 定 。 混 床经 再生 清洗 后 ， 开 始制 水时， 出水 电导率下 降 极快 ，这是 由 于 在树脂 中残留 再生 剂 和 再生产 物 可 立 即 被 混合后 的 树脂 交换。 混 床 在 工 作 条件 有 变 化 时，一 般 对出水水质 影响 不 大 。
17、 （ 3） 间 断 运行 对出水水质 影响 小 。 无 论 混 床 或 复床，当 停 止制 水 再 投入使 用 时， 开 始 时出水水质 会下 降落 ， 要经 短 时 间 后 才 能 恢 复到原来水 平 。但 恢 复到 正 常 时 所 需 时 间 ， 混 床 只 要 3-5分 钟 ，复床要 10分 钟 以 上 。 （ 4） 终点 明 显。 混 床 在运行 末 期失 效前 ，出水 电导率上 升 很 快 ，有 利 于 进行 监督 。 （ 5） 混 床设备较少。 混 床设备较复床少， 且布 置 集 中。 2 缺点 主要缺点： （ 1） 树脂 交换 容 量 利 用率 低 ； （ 2） 树脂 损 耗 率 大 ； （ 3） 再生 操 作 复杂， 需 要的时 间 长 ； （ 4） 为 保 证 出水水质，常 需投入 较 多再生 剂 。
