混床技术在除盐水处理中的应用.

混床技术在除盐水处理中的应用

1前言

混合床是将阴、阳离子交换树脂按一定比例装在同一个交换器中，并在运行前将它们混合均匀的水处理设备，简称混床。混床是一种能制取高纯度水的水处理设备，具有出水水质稳定、交换终点明显等优点，现结合该公司热电厂100ｔ/h混床除盐水处理系统对混床技术运行要点作简要说明。

公司原有的I级化学除盐水水系统只能满足中压以下锅炉用水，而不能满足高压及以上的汽包炉和直流炉对水质的要求。为了配合公司苯酐装置开车对II级除盐水的需求。新建了混床除盐系统，在原水处理系统上采用Ⅱ级除盐技术，对原一级除盐出水进行深度处理，从而得到更优质水质。

2混床的设计选择和工艺流程

2.1体内再生式混床的设计

混床的再生分体内再生和体外再生两种，一般多台混床时，多采用体外再生，多台混床共用一个再生器,混床较少时，一般采用体内再生，具有投资少、节省场地等优点，根据公司的实际情况，考虑在满足生产要求的前提下，尽量方便操作，节省设备投资和运行费用，决定采用混床体内再生方式，这种方法是把失效的树脂在交换器内部进行再生，根据进酸、进碱和冲洗步骤不同，它又可分为两步法和同时处理法，这两种方法公司都采用。混床再生操作步骤麻烦且再生操作时间较长，为节省再生时间和减少自用水耗，生产实际中更多是采用同时处理法。

2.2混床树脂的选择及配比

混床要求阴、阳树脂有一定的密度差，便于失效树脂的分离及再生后树脂的混合。同时，混床树脂具有磨损率大，对有机物污染敏感等特点，因此在混床中多采用大孔型树脂以适应大流速运行，该公司采用的阴、阳树脂标准如表1。

表1：阴、阳树脂的标准

阳树脂D001-MB 阴树脂D201-MB

粒径(mm0.63-1.250.63-1.25湿真密度

1.25-1.28 1.05-1.09

g/cm3

密度差g/cm3>0.15

实践表明，混床中阴、阳树脂的配比受各种因素对树脂工作周期的影响，主要是由出水水质和周期制水量两方面决定的，阴、阳树脂的比例应按等物质的量来选择，以便使阴、阳树脂几乎同时失效，这样树脂的工作交换容量能得到充分发挥。E阳*V阳= E阴*V阴（即阳树脂吸收阳离子量与阴树脂吸收阴离子量相等）经过反复试验，该公司采用的树脂体积比为阴﹕阳=2﹕1。

2.3 混床装置水处理工艺流程

结合该公司水处理车间一级除盐系统设备布置及运行情况，该混床装置工艺流程如图1。

设计安装2台混床，Ф1500mm，单台出力70-106t/h，周期产水量约21000t/周期。设计安装2台中间水泵，2座容积为150m3的除盐水箱，贮存混床装置处理后的除盐水，通过除盐水泵将除盐水输送出去。

一级除盐水箱出水

I级除盐泵

混床装置

二级除盐泵

II除盐水箱出水

图1：二级除盐水工艺流程

3混床的设计参数和运行操作

3.1混床的设计参数

设计进水：原水处理车间一级除盐水装置出水。

设计进水水质：电导率<10μS/cm，SiO2<100μmol/l。

设计处理水量：200t/h。

设计出水水质：电导率<0.2μS/cm，SiO2<10μmol/l。

混床尺寸：Ф1500mm，工作面积：约1.76 m3。

设计单台最大产水量：21000t/周期。

设计单台产水量：100t/h。

阳树脂层高：800mm。

阴树脂层高：1600mm，装填高度到中排管下300mm。

树脂的全交换容量：D001为4.35mmol/l ，D201为3.8mmol/l。

反洗膨胀率:50-80%。

3.2 混床运行程序操作

正常运行:打开进水阀与出水阀门，运行流速控制在20-40m/h，当出水水质电导率﹥0.2μS/cm，Si02﹥0.02mg/1时，即达到运行终点。

3.2.1反洗分层

反洗分层的作用有两个：一是洗去碎树脂和淤积在床层内的悬浮物，二是将失效的阴、阳树脂分开，以后分别再生。通常采用水利筛分法，即用水反洗，根据交换树脂的密度差，将失效的

阴阳树脂充分分离。一般阴树脂密度比阳树脂密度小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下。反洗时，先开反洗排水门，再缓慢开启反洗入口门，控制反洗流量10-15m/h，时间一般10-

15min。

分层的好坏对混床的再生影响很大，分层不好，位于中部排水管附近的树脂由于受“交叉”污染，会影响混床的出水质量。同时，阴阳树脂的劣化，树脂“抱团”及两种树脂的粒度差异等都会影响混床的分层的效果。

3.2.2再生

再生时，先开启碱喷射器入口水门，调整进水流量10m3/h，再开启酸喷射器入口水门，调整进水流量7.5m3/h，排出液从中排流出。调整正常后，依次开启碱计量罐出口门，酸计量罐出口门，酸碱液的质量浓度浓度控制在2%左右。

3.2.3对流冲洗

进酸、进碱完毕后，继续用除盐水从上、下两部分分别进入床层进行清洗，清洗至中部排水取样化验：DD<10μs/cm，SiO2<50μg/l。停止对流清洗，关闭有关阀门。

3.2.4混脂

树脂经再生和洗涤后，在投入运行前，必须将分层的树脂重新混合均匀。首先将交换器中的水面降到树脂层表面以上100-150mm处。其次从交换器底部通入净化风，一般压力为100-

150kpa，流量2-3m3/m2/min，混合搅拌时间大约5min。从窥视孔看到树脂基本混合均匀后，要快开正洗排水门，快关压缩风门，以达到快速落实，避免树脂重新分层的目的。

3.2.5正洗

混合好后的树脂以10-15m／h的流速通水进行正洗，正洗终点以排水HSiO3-<20μg／L，

DD<0.2μs/cm为好。

4 混床的特点

4.1 出水纯度高

纯水DD的理论值为0.00546μs/cm.，混床出水最小值可达0.0556μs/cm。混床自投入运行后，出水DD一般小于0.08μS/cm，要求DD <0.2μS/cm，远远低于指标要求。

4.2 出水水质稳定

因为混床是无数级的复床,一般树脂层高度和运行流速在一定范围内对出水水质影响不大。混床的反应平衡常数K远远大于复床的反应平衡常数K，而且几乎没有逆反应。所以进水含盐量有所改变或再生程度有所不同时，一般不影响出水水质，而只影响周期产水量。

4.3 冲洗时间短

混床冲洗时间短是因为最后残留在树脂中的微量酸碱在混脂时吸收掉了，所以冲洗时间短，出水很快合格，而这一过程中消耗的交换容量是可忽略不计的。如果混脂不好，就会使冲洗时间延长。