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保温瓶加工线离子水工艺操作、设备维护培训课件•新疆五江兴华实业有限公司•朱柏杨•2016.5目录一一、水的软化与除盐二、离子交换基本知识三、离子交换软化四、软化水处理工艺原理五、离子水设备介绍六、机械过滤器七、活性碳过滤器八、软化水前级处理设备——石英砂、活性炭过滤器九、软化水设备介绍十、逆流再生离子交换器的操作程序十一、软化水的分析方法十二、软化水设备安装调试十三、离子交换树脂的结构及合成十四、离子交换树脂的命名目录二•一、反渗透技术简介•二、反渗透的工艺原理•三、反渗透膜的主要特性四、反渗透膜前级使用的保安过滤器•五、反渗透系统设备的解析•六、反渗透膜代号的解析•七、影响反渗透水处理系统性能的因素•八、反渗透膜预处理方法•九、反渗透系统阻垢剂的投加•十、反渗透的化学清洗•十一、RO装置的停用保护操作规程•十二、反渗透常见清洗液配方•十三、反渗透设备及操作•十四、反渗透膜结垢的原因•十五、反渗透膜结垢的处理方法•十六、混合型离子交换器（混合床）除盐•十七、混床的再生操作规程•十八、监督项目与水质标准•十九、离子水处理设备异常事故处理自来水中杂质成分固体颗粒（悬浮物、泥沙等）胶体（有机胶体、无机胶体）有机物溶解性固体（阴阳离子）微生物（细菌、病毒等）余氯一、水的软化与除盐一、水的软化与除盐一、水中主要溶解杂质：离子：Ca2+,Mg2+,Na+(K+)（阳离子）；HCO3-,SO42-,Cl-（阴离子）；一般Fe2+,SiO32-含量较少。气体：CO2,O2；总硬度：Ca2+,Mg2+；碳酸盐硬度（carbonatehardness、暂时硬度）非碳酸盐硬度（noncarbonatehardness）含盐量：∑阳＋∑阴（总和）。软化：降低硬度；除碱：HCO3－（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸）；除盐：降低含盐量。二、硬度单位：mmol/L,meq/L,度（我国用德国度）；德国度＝10mgCaO/L；美国度＝1mgCaCO3/L。一、水的软化与除盐三、水的纯度：以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆·厘米）淡化水：高含盐量水经局部处理；脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1－5mg/L；纯水：亦称去离子水，含盐量1mg/L；高纯水：含盐量0.1mg/L。四、软化和除盐基本方法1.软化(1)加热：去除暂时硬度(2)药剂软化：根据溶度积原理(3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。2.除盐：蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法二、离子交换基本知识一、离子交换剂：现在一般都是采用离子交换树脂。二、离子交换树脂1．结构•母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物。根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列•活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动部分，具有交换性（可交换离子）7如聚苯乙烯磺化磺酸基团（－SO3H）一种强酸性阳离子树脂•微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等二、离子交换基本知识2．主要性能：1)密度：湿真密度：湿树脂质量/树脂颗粒本身所占体积（不包括颗粒之间的空隙）—用于确定反冲洗强度，混合床的分层湿视密度：湿树脂质量/树脂堆积体积—计算树脂用量2）交换容量：是树脂最重要的性能，表示树脂交换能力的大小。以体积和重量两种表示方式。全交换容量：可用滴定法测定或从理论上计算工作交换容量：实际工作条件下，按全部树脂的60－70％计算。三、离子交换软化一、阳离子交换树脂特性分强酸和弱酸。强酸主要有RNa和RH。1．RNa2RNa+Ca2+---R2Ca+2Na+2RNa+Mg2+---R2Mg+2Na+特点：去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量（阳离子总重量）有所变化，但碱度不变。三、离子交换软化二、离子交换软化系统1．RNa系统：原水碱度低（因为RNa不能去除碱度），不要求降低碱度的情况。可采用一级或二级串联。102．脱碱软化系统1〕H－Na并联QNQH三、离子交换软化三、离子交换软化122）H－Na串联系统三、离子交换软化水量分配公式与并联时的相同。这种型式可以降低RNa的负荷。H-Na并列：适用于碱度高的原水。因为只有一部分水过RNa。投资省。H-Na串联：适用于硬度高的原水，出水水质能保证。运行安全可靠。CO2产生量：1mmol/L的HCO3-产生44mgCO2/L。三、固定床离子交换软化设备1．离子交换装置的分类固定床：单床、双层床、混合床连续床：移动床和流动床三、离子交换软化14饱和区交换区未交换区•交换带形成阶段•交换带下移为保证一定的水质：应有一个保护层≥交换带高度交换带影响因素：水流速度、树脂大小、原水水质。2．固定床的工作过程三、离子交换软化3．工作交换容量在给定工作条件下的实际交换能力。P1：再生完毕，软化开始前残存硬度离子所占的百分数P3：软化结束时，树脂层中交换不到部分所占的百分数。P2（工作交换容量）P1+P2+P3＝100影响因素：再生程度、软化时的流速、原水水质三、离子交换软化4.树脂再生固定床再分为顺流再生和逆流再生两种。逆流再生：降低再生剂用量；出水质量提高、工作交换容量提高。RNa型：用NaCl再生；RH型：用HCl或H2SO4再生。四、软化水处理工艺原理多介质滤器装有不同粒径的滤料，一般3-5个级配，大颗粒的石英砂装在下面，小颗粒的石英砂装在中间，上层装无烟煤，总高度1米左右。自来水中的固体颗粒一般悬浮在水中称作悬浮物,表面带负电荷,由于静电斥力的存在不易沉淀,加入带正电絮凝剂后,可以中和悬浮物表面的负电荷,使微小的悬浮物相互凝聚成大的颗粒,沉积在多介质滤器滤料的上表面而除去。多介质滤器除去固体颗粒的效果一般用SDI来表示，SDI一般小于4为宜。SDI是什么意思,它的取值范围是多少,合格标准值是多少?污染指数(SiltingDensityIndex,简称SDI)值，也称之为FI(FoulingIndex)值，是水质指标的重要参数之一。它代表了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量。通过测定SDI值，可以选定相应的水净化技术或设备。在反渗透水处理过程中，SDI值是测定反渗透系统进水的重要标志之一;是检验预处理系统出水是否达到反渗透进水要求的主要手段。它的大小对反渗透系统运行寿命至关重要。SDI值是测量通过47mm直径，0.45um孔径膜的流速衰减。之所以选择0.45um孔径的膜，是因为在这个孔径下，胶体物质比硬颗粒物质(如沙子、水垢等)更容易堵塞膜。流速的衰减被转换成1到100之间的数值，即SDI值。SDI值越低，水对膜的污染阻塞趋势越小。从经济和效率综合考虑，大多数反渗透厂家推荐反渗透进水SDI值不高于5。•活性碳滤器内下层装有20cm高的石英砂，石英砂上面装80-100cm高的活性碳。活性碳内有很多小孔，比表面积很大，1克活性碳有500-1000m2的表面积。当水流过活性碳时水中的胶体、有机物就吸附在活性碳微孔的表面。活性碳是一种还原剂可以和具有氧化性的余氯反应生成CO2从而除去余氯。•保安滤器内装有滤芯，孔径一般是5μm，可以截留5μm以上的固体颗粒。它是一种绝对过滤方式。四、软化水处理工艺原理多介质过滤器运行建议：过滤器在运行的过程中，一般要使过滤器保持0.05MPa以上的压差，从而能保持一个较好的产水水质，同时当压差超过0.12MPa的时候，可考虑进行反洗操作，以防止滤料结块。反洗的时候需要一台一台进行，当一台反洗后需要进行正洗以产生滤膜和压差。过大的压差会引起反渗透供水不足，届时需要适当增加原水的供水压力。五、离子水设备介绍五、离子水设备介绍1#软化罐2#软化罐活性炭过滤罐软化水储存罐五、离子水设备介绍1#软化罐2#软化罐软化水储存罐反渗透装置六、机械过滤器•机械过滤器是用于水的预处理设备之一，其原理是利用介质截留水中悬浮物使出水澄清，本设备根据装载滤料的种类分为单层、双层或三层。•浊度：进水10-20mg/L；出水2-5mg/L；•进水＜10mg/L；出水＜2mg/L。•机械过滤器一般用于水处理工程的预处理过程，主要去除机械杂质，胶体，微生物，有机物和活性氯等。壳体材质一般有PE、钢衬胶、钢喷塑及钢环氧防腐、不锈钢及玻璃钢等几种。根据不同工艺需要，过滤介质一般有石英砂，活性炭，锰砂，无烟煤等。根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。•单流式机械过滤器的管道简单，运行平稳。过滤流速一般为4-50m/h，运行周期一般为8小时。双流式机械过滤器上下两端设有进水装置，中部设有出水装置。其优点是过滤水量较大，除污能力较高，运行周期长，一般为20小时，缺点是管道系统较为复杂，运行不太稳定，冲洗换料较为困难。七、活性碳过滤器•活性碳过滤器主要用于除去水中余氯、色度、有机物及胶体硅等。一般作为膜处理设备，离子交换器前的予处理设备，它可有效防止膜、离子交换树脂中毒、降解等，保证后续设备正常使用。活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。活性碳过滤器主要用于去除水中的有机物、嗅味、色度、重金属离子、余氯(CL2)等。作为反渗透、电渗析、离子交换器的预处理。活性炭器对于这些设备能起到很好的保护作用。软化水设备之一——石英砂过滤器八、软化水前级处理设备——石英砂、活性炭过滤器正常运行时阀3、4关闭，阀1、2开启正常运行时阀7、8关闭，阀5、6开启八、软化水前级处理设备——石英砂、活性炭过滤器正常运行时阀7、8关闭，阀5、6开启正常运行时阀3、4关闭，阀1、2开启加工线离子水设备的产水量是按12吨/h设计的，石英砂和活性炭过滤器选型应该是CFJX-1200，而现实只有CFJX-800，因此，前级处理设备的选型相当较小。成套软化水设备介绍1#软化罐2#软化罐活性炭过滤罐石英砂过滤罐原水软化设备系统安装图片软化水设备之一——石英砂过滤器图软化水设备之一——钠离子软化水交换器软化水设备之一——活性炭过滤器九、软化水设备介绍九、软化水设备介绍顾名思义即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子，软化水设备在软化水的过程中，不能降低水中的总含盐量，可以用于空调等系统的补给水的软化以及生活用水的处理等。九、软化水设备介绍工作原理：全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。离子交换图九、软化水设备介绍由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。九、软化水设备介绍二、软化水设备工作流程及工作要求慢冲洗（置换）快冲洗吸盐（再生）反洗产水九、软化水设备介绍九、软化水设备介绍软化水设