混合床再生步骤

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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 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(μs/cm) 0.1 1-10 1 100-1000 出水SiO (mg/L) 0.02-0.1 不变 0.02-0.15 不变 2 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， H 离子交换所产生的H+ 和 OH 离子交换所产生的 OH—都不会累积起来，而是马上互相中和生成 H O 。这就 交换反应进行得非常彻底，出水水质很好。 2
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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 用。 二、设备结构 混合床离子交换器本体是 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阴阳树脂交界处 设有中间排液装置。具体见下图： 进水装置 进水 碱装置 进碱 放水 进碱 树脂层 进水 反洗排水 中间排液 废液 中间排液装置 反洗进水 出水 下部配水装置 进酸 进压缩空气 正洗排水 酸装置 出水 进酸 混床结构示意图 混床管路示意图 三、 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 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
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有许多特殊的地方。下面讨论一 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， 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 要控制适当，可以做到两层树脂间有一 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， 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的密度排列顺序为： + + 2+ + + H ＜NH4 ＜Ca ＜Na ＜K 阴树脂不同离子型的密度排列顺序为： OH- ＜Cl- ＜CO32- ＜HCO3- ＜NO3- ＜SO4- 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：
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NaOH 除盐水 除盐水 除盐水 除盐水 废液 废水 废水 废水 废液 废水 HCL或H2SO4 除盐水 废水 阴树脂再生 树脂清洗 树脂再生 阴阳树脂 正洗 阴树脂清洗 都清洗 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 μs/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，由上下同时送入酸碱液，并接着进清洗水，使之分别 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：
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NaOH 除盐水 废液 废水 HCL或H2SO4 除盐水 阴 树脂同时分别再生 阴 树脂同时分别清洗 3． 阴阳树脂的混合 树脂 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 应经过净化处理，以防其中有油类杂质污染树脂。压缩空气一般采 3 2 用0.1-0.15MPa,流量为2.0-3.0m /(m .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，尚需足够大的排水速度，迫 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SiO2 含量低于20 μg/L ，电导率小于0.2 μS/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， 是它可以采取更高的流 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
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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 μS/cm 或 SiO2 为 20 μg/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 μS/cm ，SiO2 ≤100μg/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， 也有按进出口压力差控制的。 五、混床运行的特点 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 0.2μ S/cm 以下，残留的SiO 在20μg/L 以下，PH 接近中 2 性。 （2 ） 出水水质稳定。混床 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。 （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 用时，开始时出水水质会下降落， 要 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 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。