满室床工艺简介

满室床工艺简介

1. 简介

1.1 本手册概要说明

本手册是用来帮助被授权工程公司建立满室床水处理设备。

本手册是针对熟悉离子交换树脂技术工程师, 依他们实际工作经验来使用本手册所列的相关技术, 本手册所提供的资料是涵盖在一整个工程项目中的优良工程应用(特别在软水及除盐水处理的效果中特别明显)，各种安全措施是使用本技术者的责任。

1.2 满室床工艺的特性

离子交换采用由下向上运行，由上向下再生的逆流再生观念已广被接受。满室床工艺是由此发展出来的，它有专利的保护，它克服了先前工艺的缺失，能达到离子交换或吸附的高效率处理。

满定床是可以反洗的。这是它设计上的特点之一，传统的逆流再生系统是采用气顶压法，它们是可以反洗的，但是这些方式是浪费空间或水。然而一般的满床虽可节省空间，但是不容易或无法做适当的反洗，满室床的设计不但可节省空间及水用量，在需要的情况下，也可以做树脂的反洗。

满室床的组成包含一个或多个的交换柱，每个交换柱有单一或双床室，每室有上层及下层集水器或散水器。它包含了一个可以做反洗的反洗塔，因为悬浮杂质一般是集中在交换柱的下层，细颗粒集中在交换柱的上层，因此部分的树脂在一般时间内要进行反洗。

罗间哈斯提供了一系列的离子交换树脂，针对树脂颗粒的严格要求而适用于满室床系统。

满室床工艺保留了向上运行向下再生的逆流再生系统优点，采用满室固定交换柱，同时它可以在运行中，将部分树脂移出做机械清洗。

使用满室床的效果

·极佳的再生效率及极高的树脂工作交换容量。

·极优良的处理水质。

·水质保持优良稳定，即使原水水质发生变化。

·依各种不同的水质及应用，可选择最佳树脂组合。

·树脂的反洗不影响水质。

操作方面的优点

·最可靠及易操作。

·水耗量少，因交换柱的无效空间少。

·再生液快速和完全的置换。

·在运行中树脂可进行部分反洗。

设备方面的优点

·交换柱和反洗塔结构简单。

·因交换柱无效空间少，交换柱高度较少。

·在运行及再生过程中，可提供水及再生液的最佳流动分布。

·简易快速的树脂转移和交换柱再填充。

1.3 满室床系统的说明和其操作方式

1.3.1 离子交换柱

交换柱是依不同的用途而有单室或多室的构造，每一个交换柱，有一个上层和一个下层水帽隔板，水帽的设计使得液体不管在运行或再生均能达到有效的分散。在多室床的交换柱，以中间的水帽隔板分离。交换柱形状是依可容许的高流速下的最高床高而设计，强酸和强碱树脂床大小是依树脂在最大膨胀状态下，其自由空间不超过5％为原则。在交换柱内不留反洗空间，但是交换柱与反洗塔连接。每一个树脂床室有上下各一个与反洗塔连接的树脂移转开口。

1.3.2 树脂转移和反洗塔

这通常是一个可以提供树脂转移和反洗的开口容器，也有人使用密闭式容器。

反洗塔通常是重量轻、经济、常压的容器，其大小相当於单一树脂床室30％到40％大小，假如原水中含较多的悬浮杂质，反洗塔不必设计固定的管线与交换柱连接，要反洗时以机动性的软管连接即可。大型的满室床装置只需配备2个反洗塔即可。（其中一个为阳树脂反洗塔，另一个为阴树脂反洗塔）

1.3.3 离子交换树脂

满室床的工艺必须采用特殊的Amberlite和Amberjet离子交换树脂，这些树脂有别於一般的Amberlite树脂，不单是在树脂颗粒大小方面，而且在物理机械强度方面，弱酸和强酸，弱碱和强碱树脂可以形成双室交换柱。

树脂的性能应用及使用效果，在树脂的产品资料中说明，树脂的体积及各室的大小可依工程资料计算。

1.3.4 运行

运行是采用由下往上的流动方式。

因树脂几乎塞满交换柱，不会造成树脂乱层的现象。

1.3.5 再生

再生和置换是采用由上往下流动方式，树脂层因重力关系保持稳定的状况。

1.4 三明治型满室床

当水处理的离子交换负荷比较低时，可选择强酸和强碱树脂在同一个交换柱内，分别置於两个交换室中。

这种形式的满室床特别适用於小型的水处理系统，其使用空间相当不足的情况。

这种装置称之为三明治型满室床，由於处理后的水质非常好，因此可

用来做为同向或逆向再生除盐装置后的精制处理，这种三明治型满室床精制塔可以做到导电度0.1µs／cm以下的水质。

2、满室床应用

满室床适用於流体状态的离子交换或吸附的处理过程。

一般较常使用的用途如：

·工业用水除盐

·工业和民生用水的软化和脱碱

·饮用水除硝酸盐

·废水处理

·物质的回收

·溶液的纯化

·除盐水的精制

3、满室床工艺

本节讨论针对满室床用於水处理方面。

3.1 运行状态

在运行时所有的离子交换柱是由下往上流的模式，依不同的水质要求及原水水质，每一交换柱有一单一或多室的设计，每室中装填相同或不同的树脂。满室床的交换柱，多室床时上层树脂保持几乎是填满树脂的状态，以避免树脂在运行时发生乱层的现象。除盐的效果和树脂

床是否稳定扎实有关。树脂床依树脂对各种离子的亲和性而形成离子吸附的层次。如此可以保证再生液的有效使用及高的交换能力。达成此目标的先决条件就是再生时不发生乱层现象。

3.1.1 线流速

线流速是受限於压降和树脂的机械强度，在除盐及软化的过程中，主要限制线流速的因素是压降一般最高的线流速是设定在50米/小时。在一些特殊状况，如凝结水精处理，线流速会更高些，但也不会有技术上的困难。至於最低的线流速则是限於树脂床的紧密性。要达到预期的效益，离子交换树脂必须运行及再生时保持相当紧密状态。但是少量的树脂的浮动是可以被允许的。经实验发现，如果刚开始时树脂床是紧密扎实状态，满室床可以在后来的减慢流速下运行而不影响水质。这对於比重最大的强酸性阳离子树脂床来说便是如此。在实际操作上，纯水设备可以设计运行最大线流速在25到50米／小时。而在通行一段时间后，可减速到12到15米／小时的线流速。过低的线流速会导致较高的离子泄漏和较低采水量。

3.1.2 体积流量

离子交换和吸附的速度和许多因素有关，实际上的经验得知满室床的系统在不超过40树脂体积/小时流量下，可以得到高的交换容量和优异的处理水水质。