混床再生周期计算

2017混床、混床再生及失效周期分析一、什么是混床•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。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。龙洞除盐水站混床为体内同步再生式混床。二、除盐水站混床参数•技术参数：•进水：一级脱盐水或RO产水•出水水质：5-15MΩ·cmSiO2泄漏20ug/l，PH接近中性•工作压力：0.6MPa工作温度：5-45℃•运行流速：40-60m/h水反洗强度：8-12m/h•再生流速：4-6m/h再生液浓度：3-5%•填料高度：阳树脂001X7\阴树脂201X7：600\1200设备参数•数量：2台（1用1备）•正常出力：110m3/h•运行流速•a、正常流速：35m/hb、流速范围：40～60m/h•设备内直径/壁厚：DN2000mm/8mm•设计压力：0.6MPa•水压试验压力：1.0MPa工作温度：5-40℃•树脂层高：•阳：600mm；阴：1200mm。•反洗膨胀高度：100％mm•内部装置•进水配水型式•型式：多孔板水帽型•材料：水帽ABS/多孔板钢衬胶•出水装置型式•a、型式：多孔板水帽b、材料：水帽/多孔板钢衬胶•中间排水装置•a、型式：多孔筛管b、材料:316L三、树脂的工作原理•源水在一定压力和流量下，流经装有离子交换树脂的容器，树脂中所含的可交换Na+与水中的阳离子（Ga2+，Mg2+，Fe2+等）进行离子交换，使容器出水中所Ca2+，Mg2+离子含量极大地降低，达到用户的要求。001x7磺酸基聚苯乙烯系凝胶型强酸阳树脂0第一位数字代表产品交换交团的性质,称为分类代号0第二位数字代表骨架的组成.称为骨架代号1第三位数字为顺序号,用以区别交换基团或交联剂的差异×7凝胶树脂的交联度是在型号后用×号联接的阿拉伯数字表示•树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用，这种树脂离解性很强、在不同pH下都能作用。•再生时树脂放出被吸附的阳离子再与氢离子结合恢复原来的组成。201x7聚苯乙烯系强阴树脂•强碱性阴离子树脂对无机酸根吸附强弱：•硫酸根硝酸根氯离子碳酸跟氢氧根•001x7对阳子吸附强弱：•铁离子铝离子铅离子钙离子镁离子钾离子钠离子氢离子方程式•采用离子交换方法，可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除，以氯化钠(NaCl)代表水中无机盐类，水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达：1、阳离子交换树脂：R—H+Na+R—Na+H+2、阴离子交换树脂：R—OH+Cl-R—Cl+OH-阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成：RH+ROH+NaCl—RNa+RCL+H2O由此可看出，水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代，而反应生成物只有H2O，故达到了去除水中盐的作用。四、结构形式•设备由本体、布水装置、集水装置、外配管及仪表取样装置等组成。进水装置为上进水、挡板布水，集水装置为多孔板滤水帽集水；设备的本体外部配管配带阀门并留有压力取样接口，便于用户现场安装和实现装置正常运行。五、新树脂处理方法•树脂在装填前必须对设备和管道进行冲洗，将电焊残渣和表面污渍去除。•新树脂中，常含有过剩的原料、反应不完全的低聚合物和其它杂质。除了这些有机物外，树脂中还往往含有铁、铅、铜等无机杂质。因此，新树脂在使用前必须进行预处理，以除去树脂中的可溶性杂质。•新树脂的预处理一般是用酸碱溶液交替浸泡或动态清洗，用稀盐酸溶液除去其中的无机杂质（主要为铁的化合物）；用稀氢氧化钠溶液除去有机杂质。如果树脂在运输途中或贮存期间脱了水，则不能将其直接放人水中，以防止因急剧溶胀而破裂，应先把树脂放在浓食盐水中浸泡一定时间后，再用水稀释使树脂缓慢溶胀到最大体积。对于阴离子交换树脂，由于它在过浓的食盐水中会上浮，不能很好浸湿，故用10％食盐水浸泡较为合适六、再生•主要步骤：•反洗分层•置换•混合•沉降•充水正洗•（以上所列均会影响再生效果，反洗时可根据长期经验进行，避免错误。）七、再生周期计算•再生周期=【树脂体积*树脂的工作交换容量*(0.5~0.6)】/【进水流量*电导率/50】•再生周期：h•树脂体积：m³•进水流量m³/h•阳/阴树脂工作交换容量：800-1000/400-600mmol/L九、酸碱用量计算•再生液浓度取4%，•再生液体积按树脂体积的2倍计算，•再生酸原液浓度取30%•再生碱原液浓度取30%•酸耗量=阳树脂体积*2*4%/30%（L）502.4•碱耗量=阴树脂体积*2*4%/30%（L）1004.8十、混床特点•优点：•1、出水水质优良、再生后电导率在0.2us/cm，残留SiO220ug/L，pH接近中性。•2、出水水质稳定，再生串洗后电导率下降很快。•3、终点明显，失效后电导率上升快，容易检测。•4、间断运行对出水和水质影响小，短时间停运后，再运行较短时间出水水质恢复正常。•缺点：•1、树脂交换容量利用率低•2、树脂损耗率大•3、再生操作需要较长时间•4、再生剂利用量大十一、11下~12月上半月龙洞除盐水系统2#混床再生周期明显变短1、再生周期变短可能原因•10.1.1可能是再生不完全•再生不完全主要体现在酸、碱用量不足，根据以前的经验再生时酸用量为0.7t，碱用量为1.1t。再生不完全使树脂的交换容量降低，树脂再生周期下降明显。11.1.2混合不均匀混合后阳树脂和阴树脂紧密交叉排列在混床中形成无数的复床，混合不均匀交换后出现反离子达不到制水要求。•11.1.3再生时发生了交叉污染•由于两种树脂失效后反洗分层不彻底,导致再生时再生剂的交叉污染,使树脂的再生度降低,因而混床出水水质变差,周期制水量减少。11.1.4混床进水流速等控制不当混床是快速过滤设备，流速设计多为40——60m/h，流速太高的话，可能出水不好。流速太低可能会引起偏流。出水也会不好。•11.1.5混床发生污染•混床树脂污染体现在正常再生结束后，正洗较长时间混床电导仍在0.2us/cm。树脂污染有铁污染、有有机物污染和氨污染。11.1.6反渗透出水不合格反渗透出水不合格主要观察分析反渗透出水电导，出水电导低于20us/cm对混床影响不大。•11.1.7置换不彻底•置换终点终点电导小于10，PH呈中性。11.18再生错误再生没用按规定步骤操作，再生班组出现操作错误。•11.1.9再生中途出现间断，例如混合后没有及时冲水正洗•已用树脂不能裸露在空气中，气擦洗后必须快速进行下一步操作。•且再生步骤应尽量连贯、无间断。2、本次出现异常原因分析1、据再生班组所说，再生时混合后没有及时冲水正洗，混床体内上部附着大量树脂，裸露数小时后可能失效。2、但小部分树脂异常不会对换床周期造成太大影响，需及时再生，在下一周期做出比较，看是否这个原因，或班组操作原因。3、混床周期仍在合理范围内，不是树脂污染原因。结束语•1、混床是超纯水制水中最常见设备，操作时需注意观察是否有树脂溢出，各班组严格记录各项参数，出现异常时及时上报处理。•2、混床再生时注意酸、碱用量各阀门时候打开（或关闭），分层效果是否明显、混合是否均匀、置换时出水是否接近中性、正洗至出水电导小于0.2us/cm才能投入运行。