一、設(shè)備簡(jiǎn)介: 離子交換是水處理技術(shù)中常用的一種,離子交換器是利用陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的選擇性及平衡反應(yīng)原理除去水中的電解質(zhì)離子的一種水處理設(shè)備,在水處理的應(yīng)用方面廣泛,特別是高純水制取的必要設(shè)備。 離子交換是通過(guò)離子交換樹(shù)脂在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的,可去除水中的各種陰、陽(yáng)離子,是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。 離子交換器分為陽(yáng)離子交換器、陰離子交換器等。 當(dāng)原水通過(guò)離子交換柱時(shí),水中的陽(yáng)離子和水中的陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽(yáng)樹(shù)脂的H+離子和陰樹(shù)脂的OH-離子進(jìn)行交換,從而達(dá)到脫鹽的目的。陽(yáng)、陰混柱的不同組合可使水質(zhì)達(dá)到更高的要求。
二、工作原理
(1)陽(yáng)離子交換器
當(dāng)原水進(jìn)入裝有H型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的陽(yáng)離子交換器,使水中含有的各種陽(yáng)離子和離子交換樹(shù)脂上的H+發(fā)生如下反應(yīng):
Fe3+3HR-→FeR+3H+
Ca2++2HR-→CaR+2H+
Mg2++2HR-→MgR+2H+
Na++HR-→Na+H+
上述反應(yīng)的結(jié)果是水中的各種陽(yáng)離子(Fe3、Ca2+、Mg2+、Na+)被吸附在離子交換樹(shù)脂上,而離子交換樹(shù)脂上的H+,它和水中各種陰離子發(fā)生作用
生成各種酸類(lèi)。
如:H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等
由此可見(jiàn),經(jīng)陽(yáng)-陰離子交換處理后,水中的各種離子幾乎除去,一般可除去水中含鹽量百分之99以上。
三、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述
(1)進(jìn)水裝置
在交換器上部設(shè)有進(jìn)水裝置使水能均勻分布。
(2)中排裝置
中排裝置設(shè)置在陽(yáng)(陰)樹(shù)脂和壓脂層的分界面上,用于排泄再生時(shí)酸(堿)廢液和進(jìn)小反洗水,型式為DN500~600型中排為雙母管式:DN800~DN3200型為支管母管式,管上開(kāi)小孔,管外包覆塑料窗紗及60目尼龍網(wǎng)各一層。材料均為1Cr18Ni9Ti。
(3)排水裝置
DN1200及以下設(shè)備采用多孔板上裝設(shè)寶塔式ABS型濾水帽,DN1500及以上設(shè)備有多孔板上裝濾帽和砂墊層兩種形式,多孔板材按設(shè)備規(guī)格不同而異,DN500~DN600型用硬聚氯乙烯制作,DN800~DN3200型采用鋼襯膠。 另外,在交換器下部排水帽出,樹(shù)脂面處及 大反洗膨脹高度處各設(shè)視鏡一個(gè),用以觀(guān)察體內(nèi)工況。筒體上部設(shè)樹(shù)脂輸入口,在筒體下部近多孔板處設(shè)樹(shù)脂卸出口。樹(shù)脂的輸入和卸出均可采用水力輸送。
四、使用方法
(1)樹(shù)脂處理
樹(shù)脂在未裝進(jìn)交換器之前,首先應(yīng)進(jìn)行篩選,再用百分之8~10的NaCI溶液浸泡20小時(shí),放掉食鹽水,用水沖洗樹(shù)脂,自至出水不呈黃色為止;蛴冒俜种5的 HCI溶液浸泡2~4小時(shí),放掉酸液后,用水沖洗樹(shù)脂至排水接近中性為止。將樹(shù)脂裝入設(shè)備到規(guī)定高度,樹(shù)脂裝好后進(jìn)行一次反沖洗。
(2)運(yùn)行
設(shè)備內(nèi)須保持一定高度的水墊層,以防止進(jìn)水直接沖擊樹(shù)脂層上的壓脂層。 投入運(yùn)行前一定要進(jìn)行正洗,打開(kāi)進(jìn)水閥(D1)和排氣閥,當(dāng)水已滿(mǎn)時(shí)關(guān)閉排氣閥,打開(kāi)正洗排水閥(D5),至水質(zhì)合格再轉(zhuǎn)入運(yùn)行,即關(guān)閉正洗排水閥(D5),打開(kāi)出水閥(D2)。
(3)再生
當(dāng)出水水質(zhì)超過(guò)指標(biāo)或產(chǎn)生了一定體積的脫鹽水后,離子交換器需進(jìn)行再生,再生的步驟如下:
(a)小反洗:再生前應(yīng)對(duì)中間排液管上面的壓脂層進(jìn)行小反洗,洗去運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層和中間排液裝置上的污物,即打開(kāi)小反洗進(jìn)水閥(D7)和反洗排水閥(D4),反洗流速一般為5~10米/時(shí),時(shí)間約15分鐘。小反洗結(jié)束后,關(guān)閉小反洗進(jìn)水閥(D7)及反洗排水閥(D4)。
(b)進(jìn)再生液:打開(kāi)再生液閥(D6)及中間排液閥(D8),再生液由低部進(jìn)入,廢液由中排口排出。為保證再生效果,應(yīng)控制一定的再生液濃度及再生流速。
(c)小正洗:在進(jìn)再生液的過(guò)程中,有部分廢酸(堿)滲入壓脂層中,為了節(jié)省正洗耗水量及縮短正洗時(shí)間,在正洗之前,用小正洗的方法將這部分廢液洗去。小正洗時(shí),打開(kāi)進(jìn)水閥(D1),然后打開(kāi)中間排液閥(D8),水從中排安裝排出,流速控制在10~15米/時(shí),時(shí)間約5~10分鐘。
(4)正洗
小正洗結(jié)束后,關(guān)閉中間排液閥(D8),開(kāi)啟正洗排水閥(D5)進(jìn)行正洗,流速同運(yùn)行流速,待出水水質(zhì)符合要求時(shí)即關(guān)閉排污閥(D5),打開(kāi)出水閥(D2)投入運(yùn)行。
(5)大反洗
由于交換劑被壓實(shí)、污染等會(huì)影響正常工作,所以在運(yùn)行若干周期后一定要進(jìn)行一次大反洗,大反洗的間隔周期可根據(jù)本廠(chǎng)的進(jìn)水濁度、出水質(zhì)量、運(yùn)行壓差和交換容量等情況而定,一般運(yùn)行10~20周期進(jìn)行一次,大反洗后交換劑層被打亂,為了恢復(fù)正常交換容量,在大反洗后的首先再生時(shí),再生劑要比正常時(shí)增加 0.5~1.0倍。大反洗時(shí),打開(kāi)大反洗進(jìn)水閥(D3),閥門(mén)要由小到大,反洗強(qiáng)度控制在反洗視鏡的中間點(diǎn)為準(zhǔn),打開(kāi)反洗排水閥
(D4)進(jìn)行反洗。反洗時(shí)間約為10~15分鐘。
五.設(shè)備規(guī)范
(1)設(shè)計(jì)壓力:0.59MPa 試驗(yàn)壓力:0.88MPa
(2)運(yùn)行流速:固定床:15~25m/h 浮動(dòng)床:40~50m/h 陰、陽(yáng)混合床:40~120m/h
(3)工作溫度:5~50℃
(4)出水品質(zhì):軟化水設(shè)備:硬度≤0.03ml/L 一級(jí)純水設(shè)備:電導(dǎo)率<10-3s/m
(5)進(jìn)水濁度:≤5mg/L
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