株洲湘中树脂有限公司

技术交流 / Technical Exchange

离子交换树脂在水处理行业上的应用(二)

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5、顺流再生常见的故障:可能由于以下的原因,会导致出水质量不达标和周期制水量减少的情况发生,用户可对照下面的情况,寻找原因:
5.1、顺流再生软化水处理:
5.1.1、周期制水量逐渐减少:
a、食盐用量不足,没有达到70-80g/mol的标准;
b、配制食盐的水质太差或盐中的杂质含量太多,应改善盐的质量和水的质量;
c、正洗时间过长,损失了树脂的交换容量,严控正洗时间;
d、树脂受铁、铝等金属污染中毒,用7%的盐酸溶液浸泡复苏;
e、树脂结块,反洗效果不好,产生偏流,导致再生效果差。加强反洗效果,控制合适的反洗膨胀率和反洗时间。
5.1.2、出水硬度突然不合格:
a、设备里的防腐层脱落,有铁离子带入水中,造成分析上的错觉,应检查防腐层是否正常;
b、进、出水阀门串漏,进水漏入出水中,检查阀门的严密性;
5.1.3、再生剂耗量过大,超过正常值:
a、树脂中毒污染,用7%的盐酸浸泡复苏;
b、再生的流速过快,树脂的接触时间不够,交换不彻底,将再生时间调到正常值;
5.1.4、正洗长时间不合格:
a、正洗流量太小,将流量调至正常范围内;
       b、检查进出水串联阀是否渗漏;
c、树脂有否漏空现象,控制进出水流量的平衡;
三、逆流再生固定床
逆流再生是对流再生的一种(a,一种是运行自上而下,再生时自下而上,如双室固定床;b,另一种是运行自下而上,再生时则自上而下,如双室浮动床),运行时水流的方向自上而下,再生时,再生液的流向则自下而上,故叫对流再生。再生和置换时离子交换树脂不发生乱层是保证逆流再生的关键。为此,对逆流再生有一定的严格要求,特别是压脂层树脂高度和再生流速。对流交换器其实和顺流交换器大致相同,最主要的不同之处在于其有压脂层,并且设有中间排水装置,中排装置在树脂层和压脂层之间,用于再生废液的排出。中排还是小反洗的进水和小正洗的出水管。
1、逆流再生的优点:逆流再生交换器由于所进的再生液的方向与运行的方向相反,故其出水处的;げ闶髦脑偕史浅8,出水质量优良,其出水Na+含量实际一般都能低于100ug/l,一级除盐水的电导率能小于5us/cm。由于;げ愕脑偕矢,故无需增加额外的再生剂用量,再生剂用量比顺流式的要少,再生废液的排放量也少,运行费用相对较低。对水质的适应性也较强,(顺流再生时,原水NaCl含量大于120mg/l时,出水已不合格,可是若采用逆流再生,原水的NaCl含量达200mg/l时,出水仍然合格)。
目前逆流再生固定床分无顶压法、水顶压法、气顶压法、低流速法四种。现在采用无顶压的再生方式相对较多,水顶压和气顶压由于操作相对较繁琐和要求高,也越来越少。低流速法其实就是无中排装置的无顶压法再生方式,操作很难控制,采用的非常少。实际经验表明,只要中排管的开孔面积合适,大多数的水、气顶压法装置均可用无顶压法的操作方式替代。
2、逆流再生的缺点:逆流再生交换器由于在再生时,必须保证树脂不能乱层,因此,对再生的流速和压脂层高度要求极严格,常常因为再生流速和压脂层高度没有控制好,而出现再生失败的情况。因此,对操作要求也相对比顺流严格很多。
对树脂的高度和压脂层的要求,经验表明,压脂层的高度控制在30-50cm较为合适;蛘咚,压脂层的高度是以树脂再生时不动为基本原则的。一般的设计参数将高度定在20-25cm的数值,是不稳妥的参数,只能仅仅作为参考!
压脂层就是在树脂层表面上多加30-50cm的树脂,其作用防止再生和置换时向上流动的再生液和水引起树脂的搅动,破坏正常层态分布,同时对进水起一定的过滤作用。有的资料介绍压脂层可以用密度低于树脂的白球(惰性树脂)充当,其实,这是不合理的。因为压脂层白球的密度是比树脂要稍小,它总在树脂层的上面,这样没法将运行中的破碎树脂反洗出去,甚至截留的悬浮物也没有用树脂作压脂层反洗的干净。
3、对流再生的操作步骤
树脂对流再生的操作步骤分为小反洗、再生、置换、小正洗、大正洗、运行、大反洗七步。其中,大反洗不是每周期都进行,而是当压差升高到一定值(超过0.15MPa),或连续运行1-2个月进行一次,除小反洗和小正洗外,各步骤的目的,与顺流再生一样。
3.1、小反洗:就是将中排以上的压脂层进行反洗。由于床体运行一个周期所截留的悬浮物大部分都在压脂层中,因此,只要将它清洗干净而无需进行大反洗,就能起到降低压差的作用。另外,对树脂进行大反洗,彻底打乱了失效时的层态分布,将;げ阒械氖髦蚀蠓岣,所以大反洗后的再生剂用量是平常的1.5-2倍。
3.2、小正洗:就是对压脂层进行清洗,由进水管进水,中排管出水。因为置换的时间有限(一般在60min以内),往往置换结束,树脂中还残存较多的再生液,包括压脂层中。为了使在随后的正洗时压脂层中的再生液不至于回流树脂中,进行的小正洗就起到了这种作用。一般10-15min就能将压脂层清洗干净,大大降低总的正洗时间。
4、四种对流再生方法的工艺条件和特点

再生方法
主要工艺条件
优点
缺点
无压法
再生流速3-5m/h,置换流速3-5m/h ,小正洗10-15m/h     
系统简单,操作方便,自用水耗低
对压脂层和再生流速要求极严格
水顶压法
顶压水压0.05Mpa,顶压水流量为再生水流量的1-1.3倍
不易乱层,再生成功率高
自用水耗高,稳压要求高
气顶压法
再生流速4-5m/h,空气流量0.2-0.3m3/m2.min,置换相同。
水耗低,再生成功率高
易发生油污染,对供气设备的除油要求高
低流速法
再生流速<2m/h
设备简单,操作方便,自用水耗低
再生时间太长,流速不易控制
5、对流再生的操作步骤和工艺参数
操作步骤
目的
项目
阳床
阴床
注意事项 
小反洗
松动压脂层,清除截留物
水质
本级进水
本级进水
每周期一次
流速m/h
10-15
5-10
时间min
15-20
10-15
终点
出水澄清
出水澄清
再生
恢复树脂的交换容量
再生剂
HCl
H2SO4
NaOH
 
用量g/mol
50-55
(分步再生,见后续的详细介绍)
55-65
浓度%
3-4
2.5-3.5
流速m/h
3-4
30-40
常温
3-4
时间min
30-40
温度℃
20-30
置换
充分利用再生剂
水质
除盐水
除盐水
确保流速与再生时相同
时间min
30
60
流速m/h
3-4   
3-4
终点
酸度≤5mmol/l
碱度≤10mmol/l
小正洗
清除压脂层内的废液
水质
本级进水
本级进水
 
流速
15-20
15-20
时间
10-15
10-15
终点PH
基本呈中性
基本呈中性
正洗
除去残留再生剂和洗脱下来的反离子
水质
本级进水
本级进水
正洗终点指标可由各用户自定
时间min
10-30
约20-30
流速m/h
15-25
15-25
终点
Na+≤300ug/l
电导率<10us/cm
sio2<100mg/l
运行
工作制水
流速m/h
15-25
15-25
失效终点标准,用户可自定
终点
Na+≥300ug/l
电导率≥
10us/cm
sio2≥100mg/l
大反洗
较彻底清除截留物和碎树脂,松动树脂层
水质
本级进水
本级进水或纯水
10-20周期一次或压差超0.15MPa
时间min
20-30
15-20
流速m/h
10-15
8-10
终点
出水澄清
出水澄清

四、单室浮动床
单室浮动床就是运行时水流方向是自下而上,再生时,再生液自上而下的一种运行方式。与逆流再生的正好相反,是对流再生的另一种形式。
单室浮动床工艺有树脂充满和不充满两种情况。充满的也就是所谓的满室床(再生后的形态下树脂充满整个室),运行时基本无法浮动。满室床在运行初期和中期时,树脂层都不会乱层,出水水质优良,偶然停运,对水质、水量均影响不大。但在运行的后期,随着树脂的失效度的提高,树脂的体积有所收缩,底部会出现一定的水垫层,加之后期的树脂;げ阋丫鼙,故不能停运,否则将使整个床体提前失效。
不充满浮动床有一定的反洗空间,可以进行反洗(由于有水帽的阻挡,其实这种反洗效果并不好,只能称之为树脂的松动)。因为有这一空间的存在,运行中将出现部分树脂的浮动现象。树脂浮动的多少,取决于空间的大小和成床的流速。经验表明,至少有50%的树脂呈压实状态,才能保证出水的质量。并且成床后不能停运,否则将出现严重的乱层,而使树脂提前失效。
1、单室浮动床的优点:
1.1、由于是自上而下的再生方式,故不会出现乱层现象,再生操作简单。而且无易于损坏的中排装置,提高了运行的可靠性;
1.2、运行时的水流方向和重力方向向反,树脂的压实程度比向下流的运行方式要小很多,故水流阻力较;
1.3、由于树脂装填的较满,空间利用率较高,可达90%以上,远高于顺流和逆流再生设备的60%的空间利用率;
1.4、由于不能经常反洗,及床内的水垫层较小,所以自用水耗很低,仅5%左右。
1.5、设备出力大。由于运行的压差较小,其运行流速可达40m/h,远高于其他床型的单室床。
2、单室浮动床的缺点:
2.1、因无反洗空间或反洗空间太小,一般都要设额外的体外清洗罐,增加了投资和体外反洗的复杂性;
2.2、中后期不能停运,要求连续运行,否则影响水质和周期制水量;
2.3、由于不能床内反洗,因此对进水的浊度要求严格,应小于2mg/l;
2.4、由于床体内的细碎树脂集中在出水处,容易从水帽缝隙流失,阳树脂到阴树脂里,会使阴床的电导率上升,阴树脂带入热力系统,会造成设备的腐蚀。为此,在浮动床的出水管道上必须安装树脂捕捉器。
3、单室浮动床的运行、再生参数
    浮动床的运行过程分以下几步:制水、落床、再生、置换、成床、正洗、运行步骤,各参数见下表:
项目
强阳浮动床
强阴浮动床
运行
流速m/h
20-40
20-40
终点
Na+≥300ug/l
硅≥100ug/l
电导率≥5us/cm
落床
 
停运后自然沉降
再生
再生剂
HCl
H2SO4
NaOH
再生剂用量g/mol
40-50
硫酸再生见后面详细说明
55-65
流速m/h
3-5
3-5
浓度%
2-3
2-3
置换
流速m/h
3-5
3-5
时间min
30
60
终点
酸度<10mmol/l
碱度<10mmol/l
成床
流速m/h
20-30
20-30
正洗
流速m/h
20-40
20-40
时间min
15-20
15-20
终点
Na+≤300ug/l
硅≤100ug/l
电导率≤5us/cm
正洗
流速m/h
20-40
20-40
时间min
15-20
15-20
终点
Na+≤300ug/l
硅≤100ug/l
电导率≤5us/cm
说明:浮动床进行体外清洗后,应倍量进行再生。







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