纯水生产中离子交换柱混床再生冲洗终点的控制

系, 结合离子 交换 树脂混 床再 生冲 洗电 导率 的变化趋势 , 确定 了以电 导率 为指 标的 混床 再生冲洗终 点的控 制值 , 以电 导率 控制 冲洗 终点效果 良 好 , 比 pH 值 控 制更 准 确、 灵 敏。 同时还分析 了终点 控制 不准 确 , 可 能造 成氯 化钠污染树脂的情况。 关键词 Abstract 离子交换 混床 冲洗终点 电导 率 食用纯水 Through analyzing t he relat ions be t w een t he conduct ivit y and t he ionic concn in pure w at er and t he change of conduct ivity in re viving the ion exchange resins, as w ell as consid ering the practical deviation, w e def ine t he con t rols value of conduct ivit y at th e rinse end point in reviving t he ion exchange resins. Also resins w ere polluted by t he sodium chloride, as inaccu rat e end cont rol, w as discussed. Compring w it h t he pH value, t he conduct ivity w as more accu rat e and sensit ive as the control parameter in t he reviving. Keywords point Ion exchange R esins Rinse end Conduct ivit y Wat er purif icat ion
01 536 11 972 11 142 11 006 41 656
21 3
氯化 钠 对混 床的 出水的影响
01 013 H CO 3 2 C2
以 01 08% 的 氯 化 钠 溶 液 ( 电 导 率 : 2000 Ls/ cm) 处 理 模拟 混 床 , 检测模拟混床出水的电 导 率 及 pH 值 , 分 析 氯 化钠对混床的出水的影 响。 阴阳树脂按 2B1 混 合 , 用约 01 08% 氯 化钠 溶液 ( 电导 率 : 2000 Ls/ cm) 通 过 模 拟 混 床 , 控 制合 适的 流 量 , 处 理混 合树 脂 5 min。 检 测结 果如表 4 。 由此 可 知 , 经 一定
程翠葵
Cheng Cuikui
邓永顺
Deng Yongshun
谢
霖
Lin Jiang
摘要
Xielin
日清净化设备厂 模拟混床 11 3 自 制 ( 酸式 滴定 管按 比 例装树脂 , 按比例进水 ) 试验方法 ( 1) 对混床再生过程 中冲洗出 水进
分 析了 纯水 电导 率与 离 子含 量的 关
去残留的酸 碱再 生剂 , 同时 冲洗水 中的 离子 , 也与 部分 树脂发 生离 子交换 而降 低树脂的交 换容 量 ; 并 且如 果酸碱 再生 剂未被冲净 , 就 会在下 一操 作通气 混合 时产生大 量的盐 类 ( NaCl) , 进一步 降低 树脂的交换 容量 , 并可 能使 树脂中 毒严 重时其交 换能力下降 30% ~ 50% , 影响 离子交换性能。所以冲洗终点的控制非 常重要 , 通 常混 床的冲 洗终 点控制 采用 pH 法 , 即以冲洗出 水 pH 值是否 呈中性 为判断依据 , 本 文所论 述的 电导率 法比 pH 法能更准 确、 可靠 的控 制冲 洗终 点 , 有效地避免了冲洗不足对树脂造成危害 或冲洗过度降低树脂生产交换能力及水 的浪费。
行电导 率及 pH 值 检测 , 分析 冲 洗出 水 电导率及 pH 值的变化规律。 ( 2) 以一定浓度的氯 化钠溶液 处理 模拟混床 , 检 测模拟 混床 出水的 电导 率 及 pH 值 , 分析 氯 化钠 对 混床 的 出水 的 影响。
2
21 1
结果与讨论
纯水电导率与离子含量的关系 检测 原 水 电 导 率 为 2201 4Ls/ cm,
1 金熙 , 项成林 , 等编 . 工业水 处理技术 问答 及 常 用 数 据. 北 京: 化 学 工 业 出 版 社, 1998. 2 3 4 5 6 闻瑞梅 , 王在忠 . 高纯 水的 制备 及检测 技 术 . 北京 : 科学出版社 , 1997. 杨文治 . 电化学基础 . 北京 : 北京大学 出版 社 , 1982. 夏青 , 张旭辉 主编 . 水 质标准 手册 . 北京 : 中国环境出版社 , 1990. 刘珍 . 化学分 析 . 北京 : 化学 工业出 版社 , 1983. 李正明 , 等. 矿泉 水和 瓶装 水生 产技术 手 册 . 北京 : 中国轻工业出版社 , 1994.
林江等: 纯水生产中离子交换柱混床再生冲洗终点的控制
假设基本符合实际情况。 21 2 再生 冲洗水 量与 混床 冲洗出 水电 导率 、 pH 值的关系 图 1 是根据混床再生时的检测数据 整理绘制而得。 由图 1 可以看出 , 在冲洗开始时 , 电 导率及 pH 值 均 快速 下降 , 随着 冲 洗的 进行 , 出水的电 导率和 pH 值不 断下降 , 并且下降的 速率 越来越 慢 , 趋于其 达到 终点时 的 理 论稳 定 值。从 图 还 可 以看 到 , 当混床冲 洗水 量从 10 倍增 至 14 倍 树脂体 积时 , pH 值变 化 01 3 个单位 , 而 电导率下 降 260 Ls/ cm 。表明 混床 冲洗 出水的 pH 值 开 始趋 于平 稳 变化 时 , 其 电增率仍存在较大幅度的变动。 综上可知 , 以电 导率 控制 混床 冲洗 终点比 pH 值控制混床 冲洗终 点更加灵
/ mmol# l / Ls# cm / mmol# l / Ls# cm 01 001 40 01 073 65 01 000 07 01 000 12 01 103 3. 670 01 008 31 794 SO24
Cl N O3
K+ N a+ Ca 2+ Mg 2 C1
2 85 01 016 00 01 022 60
p 生产应用
食品与机械
2001 年第 1 期总第 81 期
纯水生产中离子交换柱混床再 生冲洗终点的控制
Control of the rinse and point in reviving the ion exchange resins in water purification
t 林 江­ 周永辉
Zhou Yonghui
= 21 91% < 5%
计算 得知 : 水中主 要离 子的 理论 含 量是平衡的。
敏、 准确。根据理论分析 , 结合实际再生
中电导率的变化趋势曲线 , 如图 1 所示 , 确定混床冲洗终点为电 表 3 反渗透出水中各主要离子的理论含量及电导率值 导 率 降 至 60 Ls/ cm 以 含量 电导率 含量 电导率 下。 阳离子 - 1 - 1 阴离子 - 1 - 1
SO2 4
Ls/ cm/ mmol/ L 摩尔 电导率 1591 6 761 3 711 4 441 5 1981 6 去除率 /% 99 95 75 95
ClN O3 H CO 3 OH -
Orion U SA
混床离子交换柱
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FOOD & MACHINERY
总第 81 期
和性 , 即 : x = 2x i = 2 ( K ic i)
1
试验材料与方法
pH61 80; 经 过 反 渗 透 出 水 的 电 导 率 为 91 2Ls/ cm, pH61 76; 反 渗 透 脱 盐 率 为 951 6% 。 检测原 水 中主 要离 子 含 量见 表 1。 水中各种离子对水的电导率的值具有加 原水中主要离子的含量
量 / mmol# l1 01 020 11 473 01 007 01 012 11 512 阴离子 SO4
K
+
N a+ Ca
2+
Cl NO 3
M g 2+ 2 C1
H CO-3 2 C2
表 2 离子无限稀释的摩尔电导率及反渗透膜 各离子 的去除率
阳离子 K+ N a+ Ca 2+ M g 2+ H+ 摩尔 电导率 731 5 501 1 1191 0 1061 1 3491 8 去除率 /% 93 95 99 99 阴离子
­ 广东健力宝集团公 司研究所 , 528100 东三水 收稿日期 2000- 12- 08 广
A R 级, 浓
度 5% , 广 州 化 学 试 剂 厂 生产冲洗用水 经 前级 预 处 理 的 自 来 水 ( 取 自广 东 三水 ) , 电导 率 220~ 230 Ls/ cm, pH 值 61 7~ 71 3 11 2 试 验仪器设备 DDS- 11A 型 电导 率仪 上海雷磁仪器厂 420A 型 pH 计 Research I nc.
2 -
11 1 试 验材料 混床 树 脂 强 酸性 阳树 脂 732, 强 碱性阴树脂 711, 上海树脂厂 再 生 剂 HCl, AR 级 , 浓 度 4% , 广州 化学 试剂厂 N aOH
阳离子
表1
含 / mg# l-1 01 78 331 87 01 28 01 29
含 / mg# -1 l 321 26 181 34 31 97 271 57
纯水生产中离子交换柱混床再生冲洗终点的控制controlionexchangeresinswaterpurification周永辉程翠葵邓永顺谢霖liniangzhouyonghuichengcuikuidengyongshunxielin广东健力宝集团公司研究所528100东三水收稿日期2000原水中主要离子的含量阳离子21阴离子017801020so223212601336na3318711473cl1813401517ca012801007319701064mg012901012hco2715701452离子无限稀释的摩尔电导率及反渗透膜各离子的去除率cmmmol阳离子摩尔电导率去除率阴离子摩尔电导率去除率731593so221591699na501195cl761395ca1191099711475mg1061199hco44159534918oh19816摘要分析了纯水电导率与离子含量的关系结合离子交换树脂混床再生冲洗电导率的变化趋势确定了以电导率为指标的混床再生冲洗终点的控制值以电导率控制冲洗终点效果良好ph值控制更准确灵敏
| { [ K + ] + [ N a+ ] + 2[ Ca 2+ ] + 2[ Mg 2+ ] } - { 2[ S O 24 ] + [ Cl ] + [ N O 3 ] + [ H CO 3 ] } | { [ K + ] + [ N a+ ] + 2[ Ca 2+ ] + 2[ Mg 2+ ] } + { 2[ S O 24 ] + [ Cl ] + [ N O 3 ] + [ H CO 3 ] }
p 生产应用
树脂的除盐效果。 表 4 氯化钠处理模拟混床 检测结果
用水 进水 出 水 氯化钠处理前 氯化钠处理后 电导率
-1 / Ls#cm
式中 : x i ) ) ) 离子 i 的电导率 ( Ls/ cm) K i ) ) ) 离子 i 的无限稀 释摩尔 电导 率 ( Ls/ cm/ mmo/ L ) c i ) ) ) 离子 i 的摩尔浓度 ( mmol/ L) 原水中各离子的无限稀释摩尔电导 率及反渗透膜的各离子去除率见表 2 。 假设反渗透膜对于原水中各主要离 子发挥最 佳去 除效能 , 则 可计 算出反 渗 透出水中 各主 要离子 的理 论含 量 , 并 可 进一步计算出其贡献出的电导率值。下 面计算出反渗透出水中主要离子的理论 含量 , 对其进行平衡 , 并计算出其贡献出 的电导率值 , 结果列于表 3 。 反渗透出水中主要离子的理论含量 平衡计算 :
pH 值 71 02 61 05 51 12
流速
-1 / 滴#s
68 01 85 101 2
1 1
3
结论
离子交换是食用纯水生产过程中的 重要环节 , 其 再生冲 洗终 点的控 制尤 为 重要。混床再生 冲洗时控制出水电导率 小于 60 Ls/ cm 即为 冲 洗终 点。 以电 导 率控制混床冲洗终点效果良好 , 比 以 pH 值控制 混床冲洗终点更加灵敏、 准确 , 可 以避免因终点控制不准而造成氯化钠污 染树脂的可能性。 = 查询编号 F8- 53> 参考文献
量 / mmol#l-1 01 336 01 517 01 064 01 452 11 369
采用反渗透 ) 混床离子交换法生产 食用纯水 的一般 工艺流程 为 : 原水 y 砂 缸过滤 y 炭缸过滤 y 精滤 y 高效反渗透 y 阴阳混床离子交换 y 精滤 y 灭菌 y 食 用纯水 。其中离子交换是纯水生产过程 中重要的工序之一。为了有效地使用离 子交换树 指生 产高质 量的 食用 纯水 , 必 须准确合理地把握控制好混床树脂在运 行产水及 酸 碱同 步 再生 操 作 的工 艺 条 件。混床再生操作包括反洗、 静置分 层、 酸碱同步 再生、 同 步冲 洗、 通气 混合、 正 洗备用等环节。其中同步冲洗主要是冲