反渗透后处理工艺

反渗透后处理工艺
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反渗透后处理工艺简介 阴阳离子交换设备 混床 EDI
Part 1 反渗透后处理工艺简介
反渗透脱盐技术进步和投资的降低，使之在我国的 应用日益广泛。再发电厂锅炉补给水处理系统中，反 渗透同离子交换除盐系统的技术经济比较，其结果已 有定论。但不论使用何种高脱盐率的反渗透元件，反 渗透出水通常都需要进一步处理，处理的深度和形式 主要取决于水的用途。 通常后处理为二级RO、阴阳离子交换设备、混 床、电去离子（EDI）。
一、EDI设备运行原理示意图
量和流速同前。碱流完后，用水淋洗至出水ph9左右，再用 1mol/LHCL或0.5mol/LH2SO4将树脂转成H+型，用量为树脂 体积的3～4倍，流速与前同。酸流完后，用水淋洗至出水ph6 以上时，即可投入运行。 对于阴离子交换树脂水洗后的酸、碱处理次序，可采用碱→酸 →碱次序，酸、碱用量及流速，强碱树脂与强酸树脂相对应， 弱碱树脂与弱酸树脂相对应。
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：
具体作法是，在反洗分层后，放水至树脂表面上约10cm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1.5μs/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。
五、离子交换树脂的再生
离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力，常用再 生方式有顺流再生与逆流再生。 (一)顺流再生 离子交换树脂,软化树脂,漂莱特树脂 顺流再 生时原水与再生液流过交换剂层的方向相同。因此在再生液流 过交换剂层时首先接触到的是交换剂层上部完全失效的已包含 上部交换剂层被置换出来的离子，影响交换剂层下部的再主度 (再生度指离子交换剂层中已再生离子量与全部交换容量的比 值)，造成处理水质降低、再生剂耗量增加。顺流再生离子交换 设备简单，工作可靠，但受原水水质组分影响大，再生效果换 容量不能得到充分利用。而再生后，下部再生度最低，为了提 高出水质量和工作交换容量，必须增加再生剂的耗量。

（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：
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2.0-3.0m3/(m2.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 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。
(二)逆流再生
原水从交换器上部进人与再生液的方向相反， 逆流再生(也称对流再生)过程 逆流再生的优点：与顺流再生比较，采用逆流再生提高了再生 剂利用率，降低再生剂耗量30%-50%；提高出水质量;降低清 洗水耗量30%~50%降低再生废液排放量与排放浓度，排放再 生废液中酸、碱浓度小于1%。
Part 3 混床
四、运行前预处理
由于在合成树脂过程中，树脂表面及空隙中混掺有低分子 和一些无机杂质(如铜、铁等)、高分子单体物质，以及致孔剂 等，因此树脂在正式投入运行之前，必须将这些杂质除去，否 则在使用过程中会以各种方式污染树脂。特别应当指出，在含 铬废水中，因铬酸是一种氧化剂，如树脂中有铜、铁，便有催 化氧化作用，从而加快树脂氧化。 预处理方法为：热水洗涤、酸碱处理。 树脂用热水洗涤后装填进柱，再用酸、碱处理。阳树脂用 1mol/LHCL缓缓流过树脂层，用量约为树脂体积的2～3倍，约 2小时流完，用水稍淋洗后，再用1mol/LNaOH流过树脂层，用
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20μg/L，电导率小于0.2μS/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。
பைடு நூலகம்
Part 4 EDI设备
电去离子法（EDI）作为一种水处理技术在各种领域已有10余 年的商业运行经验，它是一种利用电能对水质进行净化处理的 技术 。EDI膜堆中各膜对为板框式组装，每个膜对由精选的离 子交换膜（一张阳膜、一张阴膜）及允许水流通过和促进水流 在流道中湍流的隔栅组成。另外，交错的膜对间填充满象混合 离子交换树脂之类的离子化导电物质。膜对中对进水起纯化作 用的单元称为淡水室，起聚集离子作用的单元称为浓水室。多 个膜对构成一个膜堆，膜堆设计为水平放置，在膜堆的两侧安 装有一副电极（阳极及阴极），整个的组件通常称为一个EDI 膜堆。在直流电场的作用下，离子从淡水室中选择性地透过离 子膜进入到浓水室中，最后在淡水室中制出除盐的产品水。浓 水室中的废水可以回收至水处理系统的前端或回收至其它设备 中使用，小流量的极水可以同设备的废水一样进行排放处理。
三、离子交换树脂的运输贮存
离子交换树脂内含有一定量的水份，在运输及贮存过 程中应尽量保持这部分水。如贮存过程中树脂脱了水， 应先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直 接放于水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。 在长期 贮存中，强型树脂应转变成盐型，弱型树脂可转变成 相应的氢型或游离碱型也可转为盐型，然后浸泡在洁 净的水中。树脂在贮存或运输过程中，应保持在5-40 °C的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量。若 冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食 盐水的温度可根据气温而定。
Part 2 阴阳离子交换设备
一、阴阳离子交换设备 阴阳离子交换设备都是用有机合成方法制成。 常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚 合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨 架，再在骨架上导入不同类型的化学活性基 团(通常为酸性或碱性基团)而制成。
二、阴阳离子交换树脂
离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗 粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一 般在0.3～1.2mm 范围内，大部分在0.4～0.6mm之间。 它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定， 在正常情况下有较长的使用寿命。 离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团， 它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子 (如H+或Na+)或阴离子(如OH－或Cl－)，同时吸附溶液 中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与 溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。
混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交 换技术所设计的设备。所谓混床，就是把一定比 例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装 置中，对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳 树脂的比重比阴树脂大，所以在混床内阴树脂在 上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1： 2，也有装填比例为1：1.5的，可按不同树脂酌情 考虑选择。
一、混床结构示意图
二、混床的再生
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。