双层床离子交换水处理工艺.TextMark

使出水含硅量增高, 造成运行周期提前结束。
发生树脂乱层的可能。此外, 还能在一定程度上有
( 3) 进行无顶压逆流再生时, 弱碱树脂转型 效利用压实层树脂的交换容量。悬浮进碱结束后,
收缩, 在树脂压实层下产生水垫空间, 造成树脂乱 再将剩余碱液按无顶压逆流再生工艺进行树脂再
层, 影响了再生效果。
生。
上述问题可以通过改进再生工艺加以解决,
弱型—强型树脂的联合工艺常用的系统有: (1) 弱型树脂交换器与强型树脂交换器串联运行 的复床系统; (2) 用中间隔板将交换器分隔成两 室分别装填弱型、强型树脂的双室床系统; (3) 一 台交换器内同时装填弱型、强型树脂, 依靠树脂颗 粒的不同密度进行分层的双层床系统。 上述系统 中, 双层床的系统简单、操作方便, 并能减少占地 面积和节约设备及树脂的投资。与双室床相比, 不 需要设置专门的分隔隔板, 可以直接选用常规固 定床设备; 运行中树脂可以象固定单床那样在设
度的计算结果见表 1 及表 2。
3 双层床树脂的分层
备体内直接清洗, 不必象双室床需另设树脂清洗
双层床内弱、强型树脂依靠两种树脂的不同
系统。 因此具有较高的使用价值。
密度来分层。 上层弱型树脂的湿真密度不仅应比
2 双层床组床计算
下层强型树脂低, 而且还应具有较小的颗粒直径。 所以组成双层床的树脂应选用树脂厂专门生产的
组成双层床的弱型与强型树脂的体积比可以 双层床树脂。 尽管如此, 在树脂层交界处仍存在
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
www.h2o123.com
部排出废液。这时, 上流的碱液可以将树脂托起形 m o l m 3 和 400 m o l m 3 。 [3]
成悬浮状态, 人为造成树脂颗粒产生一定幅度的 参考文献
扰动。 这样, 一方面有利于树脂的松动和反洗, 并 使树脂较好分层; 同时能使上层弱碱树脂提前接 触碱液, 当含有大量硅化合物的碱液进入时, 避免 了弱碱树脂因吸着 O H - 而使胶体硅析出和沉积。 弱碱树脂在悬浮进碱时已提前初步再生, 在逆流
制。 当双层床在一定树脂层总高度的设备内组床
时, 根据上述计算的树脂体积比可以按下式直接
计算弱、强型树脂的装填层高:
H q= H z (1+ n)
H r= H z- H q 式中 H q、H r ——强、弱型树脂层高;
H z ——树脂层总高;
n ——弱、强型树脂体积比。
不同水源水质组成阳、阴双层床树脂装填高
上海交通大学 (上海 200030) 周佩白 马乃祥
Test of EM S
Z hou P eiba i, M a N a ix iang Shangha i J iao tong U n iversity
Shanghai 200030
1 抗扰度测试的基本原理
抗扰性试验的基本原理是对受试品 (以下简 称 EU T ) 施加能代表 EU T 工作时所处电磁环境 的抗扰性试验信号或同时施加有用试验信号) , 观 察该信号对 EU T 的干扰效应是否达到某一规定 水平。 图 1 为抗扰性试验基本原理。
1194 1113 1152 1168
112 m
0. 8 m = 115 116 m
0. 8 m = 210 116 m
0. 8 m = 210 116 m
0. 8 m = 210
695 1168 587 1188 619 1172 711 1150
5 双层床的再生
双层床树脂的再生过程与逆流再生固定床的 再生基本相同。为保证下层强型树脂的再生度, 再 生成败的关键是防止再生中树脂乱层。为此, 可按 逆流再生的操作控制树脂的再生。阴双层床中, 由 于弱碱树脂的某些工艺特性, 在运行和再生过程 中往往出现一些影响实际运行效果的问题, 其中 比较突出有:
树脂的再生效果。 且弱酸树脂的价格几乎为强酸 树脂的 4 倍, 因而限制了阳双层床的选用。
根据表 1 的计算结果, 只有当原水中碳酸盐 硬度占总阳离子含量 60% 以上时, 采用阳双层床 才能获得较好的效益。 弱碱树脂的工交容量为强
碱树脂的 3 倍, 但价格仅高出约 30% ; 同时, 能被 弱碱树脂去除的强酸阴离子往往占进水离子组成
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
www.h2o123.com
1999 年第 10 期
华东电力
51
·电磁兼容知识讲座之三·
电磁抗扰度 (EM S) 的测试
弱酸阴离子 离子
强酸阴
0123
0117
0113
0111
0109
0108
弱碱树脂工交 树脂工交
强碱
2171
3178
4174
5159
6133
7100
弱碱树脂强碱树脂体 积比 n
0190
1127
1158
1184
2109
2131
强碱树脂层高 H q m 1126 1106 0193 0185 0178 0173
单 位
双层床 交换器
进水酸度 树脂层高比 (弱 强) mm o l·L 21 计算结果 实际装填
树脂平 均工交 m o l·m 23
再生 比耗
直 径 <210 甲 m , 树 脂 总 217
层高2 m 直 径 <115 乙 m , 树 脂 总 113 层高 214 m 直 径 <115 丙 m , 树 脂 总 119 层高 214 m 直 径 <212 丁 m , 树 脂 总 212 层高 214 m
的绝大部分, 而需要用强碱树脂去除的硅离子和 其它弱酸阴离子含量都较低, 因此阴双层床往往 能发挥极好的效果。
表 3 为阴双层床的运行实例。 表明在不同进 水水质下, 仅保证 018 m 的强型树脂层高而并未 对组床树脂体积比计算的阴双层床, 运行中也完 全能获得远高于传统单床的经济效益。
表 3 阴双层床运行实例
弱酸树脂平均工交容量= 2 800 m o l m 3
计算时假设条件
强酸树脂平均工交容量= 1 200 m o l m 3 弱酸树脂周期平均离子泄漏率= 0120
双层床树脂总层高= 214 m (不含压实层)
表 2 不同进水水质的阴双层床树脂 装填高度计算结果
进水酸度 mm o l·L - 1
110 115 210 215 310 315
重碳酸盐硬度 总阳 离子含量
015
016
017
018
019
110
弱酸树脂工交 树脂工交
强酸
0167
0192
1127
1178
2157
410
弱酸树脂强酸树脂体 积比 n
0129
0140
0155
0176
1110
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1172
强酸树脂层高 H q m 1186 1171 1155 1136 1114 0188 弱酸树脂层高 H r m 0154 0169 0185 1104 1126 1152
采用这种两步法再生工艺后, 平均工作交换
即在传统的逆流再生进碱前, 增加悬浮进碱操作 容 量 可 提 高 至 764 m o l m 3, 碱 比 耗 可 降 低 至
步骤。 将总进碱量的一半以较低的浓度和在不顶 1144。按运行统计结果, 双层床的弱碱树脂和强碱
压条件下以较高的流速通过树脂层, 从交换器顶 树 脂 的 平 均 工 作 交 换 容 量 可 分 别 达 到 94411
50
华东电力
1999 年第 10 期
弱、强树脂混杂层, 降低了强型树脂的层高, 也降 低了双层床的周期总工作交换容量。 强型树脂层 较低时, 混杂层还会造成强型树脂层低于最低极 限高度, 从而影响正常出水质量。所以在组床时为 保证水质, 应适当增高强型树脂的装填高度。
表 1 不同进水水质的阳双层床树脂 装填高度计算结果
www.h2o123.com
1999 年第 10 期
华东电力
49
双层床离子交换水处理工艺
苏州热电厂 (苏州 215007) 秦廷松
D uel-bed Ion Exchange W ater Treatm en t Technology
Q in T ing song Suzhou Pow er P lan t
图 1 抗扰度试验基本原理框图
对信号抗扰性的试验方法原则上分为注入法 和耦合法, 分别用于传导信号和辐射信号的抗扰 度试验。 图 2 为电流注入法的一般原理图。 除必 需具备有用信号源、干扰信号源和性能判断装置 外, 还必需一耦合单元 (也有直接耦合的)。
2 抗扰度的传导试验
(1) 静电放电 由专门的静电放电发生器 (做成手枪式不需
根据下列公计算:
e’v ev
’
=
F (1- Α) 2 - F (1- Α)
式中 e、e’、v、v’—— 强、弱型树脂平均工交容量 及体积;
F ——水中能被弱型树脂去除的离子摩尔 浓度;
Α—— 运行周期中弱型树脂平均离子泄漏
率;
2 ——离子总含量。
组床时, 树脂层除了要计算弱、强树脂的体积
比外, 树脂的装填层高还会受到设备总高度的限
Suzhou 215007
关键词 双层床 树脂平均工交容量 弱—强型树脂联合应用工艺 摘 要 简要叙述了双层床的组床计算和在阳、阴离子交换系统的不同使用特点, 并着重介绍了双层床使用 中的问题和改进措施。
1 双层床工艺概述
在阳、阴离子交换化学除盐水处理系统中采 用弱型—强型树脂的联合工艺, 可获得满意的扩 容及降耗效果。针对不同的原水水质, 采用弱型— 强型树脂的联合工艺后, 阳树脂的平均工作交换 容量提高至 1 330～ 1 670 m o l m 3 酸比耗降至 1102～ 1112[1 ], [2 ]; 阴树脂的平均工作交换容量提 高至 700 m o l m 3 以上, 碱比耗降至 115 左右。还 减少了再生系统的废酸碱排放量, 从而改善了环 境污染, 大幅度节约了废水处理费用。对于以日益 污染的水源水质和高含盐量地下水作为原水的离 子交换系统, 具有较好的经济效益。
双层床中下层强型树脂是保证出水质量的关 键, 只要其层高高于离子交换的最低极限高度, 出 水水质就能得到保证。 上层弱型树脂只是提高系 统运行的经济性, 即当弱、强树脂体积比大于或小 于计算值时, 运行中只会影响周期工交容量, 而并 不影响出水水质。
4 进水水质对双层床的影响
因为弱酸树脂在离子交换过程中只能与水中 的碳酸盐硬度进行离子交换, 而且其交换过程会 随树脂的失效度的增加而增加离子泄漏; 所以, 当 原水采用地表水为水源时, 其碳酸盐硬度含量通 常不高, 弱酸树脂的计算用量较少, 从而影响弱酸
(1) 上层的弱碱树脂粒径一般控制在 013～ 016 mm , 其湿真密度又较低, 反洗时易跑树脂。而 且, 弱碱树脂失效时体积有 25% 左右的膨胀度, 这就进一步降低了反洗空间高度, 致使清洗困难。
( 2) 再生时碱液由下向上流动, 首先与强碱 树脂接触, 置换下的硅化合物进入弱碱树脂层时, 由于弱碱树脂对 O H - 的优先吸着, 使废碱液的 pH 迅速降低, 而硅化合物在低 pH 条件下会以胶 态状硅酸分子析出而积聚在弱碱树脂层内, 在下 一周期运行中, 这些胶态的硅酸分子又逐渐排出,
抗扰度试验前要明确试验等级 (4～ 6 级) , 不 同试验、不同等级有不同的技术参数。
抗扰性判别的方法可以是通过对图像或声音 的感觉来判断, 或用测量限值来判断, 其判断准则 是针对 EU T 应有性能为对象的, 一般分为 4 级: ( 1) 没有降低; (2) 明显降低但可能自行恢复; (3) 严重降低, 要干预或系统变位才能恢复; (4) 完全 丧失工作能力。
1 秦廷松 1 化学除盐水处理双流弱酸阳床的应用 1 水处理设备 技术, 1993, 6 (1) : 17
2 秦廷松、屈红彬 1 前置式双流弱酸床的再实践 1 净水技术, 1994, 12 (2) : 35
弱碱树脂层高 H r m 1114 1134 1147 1155 1162 1167
弱碱树脂平均工交容量= 900 m o l m 3 强碱树脂平均工交容量= 300 计算时假设条件 弱碱树脂周期平均离子泄漏率= 0105 进水弱酸阴离子含量= 013 mm o l L 双层床树脂总层高= 214 m (不含压实层)