固定床离子交换器的再生

固定床离子交换器的再生阳床、阴床和混床的再生化学丙班贾超凡•离子交换再生：离子交换器运行至终点后，为了恢复交换器内树脂的交换能力，必须用专门配制的药液进行处理，使其转变成所需要的树脂型态，这种处理过程就称为离子交换再生。•温度：提高再生液温度，加快了内扩散和膜扩散，能增加再生程度。但受交换剂热稳定性的限制，过高将影响树脂的使用寿命，以35-40℃为宜，最高不超过45℃。•浓度：离子交换器再生时，再生液的浓度在一定范围内（10﹪左右）再生度最大。浓度过高再生液体积小，不能均匀地和交换剂反应，另外交换基团也会受到压缩而使再生效果下降。为了提高阴床除硅效果，再生时可控制再生液的浓度先大后小。•此外，再生方式、再生剂用量、再生液流速、再生剂的种类和纯度、配置再生液的水质、再生操作程序、树脂种类等也是影响再生的因素。•水垫层：进水装置用来送入需过滤的水兼反洗排水的作用。进水装置和滤层之间隔着一段空间为反洗时滤层膨胀需要而设置的水垫层，可以起到促进水流均匀的作用。•逆流床中间排水装置的作用：①使再生液或冲洗水上流时，能均匀地从中间排水装置排出，避免由于液体的流动使树脂乱层。②再生时，收集废再生液和顶压介质。③反洗压脂层。•中间排水装置的位置：逆流再生固定床离子交换器：中排装置设置在离子交换树脂层和压脂层的分界面上，用于排泄再生废液和进小反洗水。混床：分层后的阴阳离子交换树脂交界处。逆流再生固定床离子交换器的再生•逆流再生设备再生时，必须保证树脂层固定。即整个再生操作中应以防止乱层为重点。•什么是无顶压逆流再生？•逆流再生离子交换器为了保持再生时树脂层稳定，必须采用空气顶压或水顶压，这不仅增加了一套顶压设备和系统，而且操作也比较麻烦。研究指出，如果将中间排液装置上的孔开得足够大，使这些孔的水流阻力较小，并且在中间排液装置以上装有一定厚度的压脂层，那么在无顶压情况下逆流再生时就不会出现水面超过压脂层的现象，因而树脂层就不会发生扰动，这就是无顶压逆流再生。•其实质是利用压脂层的重力和水流通过压脂层的阻力进行顶压再生的。•压脂层:为聚苯乙烯球或相对密度轻于树脂而略重于水的惰性树脂，是交换器内部压实树脂层的非交换层，一般是与树脂层相同类型的树脂。•它的主要作用有：1，过滤作用；2，配水均匀；3，压脂作用。•压脂层厚度一般为150-200mm。再生放水时，床内水位应不超过压脂层，即压脂层上水放干。而且中间排水装置的排水门应开足,避免由于“截流”的原因而使床内水位上升,树脂乱层。阳床再生•全面检查再生水泵各压力表、流量表、酸浓度计完好，阳床本体所有阀门关闭。•放酸操作之前，工作人员要穿好酸碱防护服，佩戴好酸碱防护用品。操作之前，要开启酸碱计量间排气风扇，投酸雾吸收器。操作之前，要检查急救水源及急救药品是否齐全，完好备用。操作酸碱系统阀门时，用力不要过大。操作前要做好相关事故预想,及危险点分析。•大反洗：(10周期)开排气门、反排门、中排门，放水至中排位置后关中排门（压脂层上水放干），启淡水泵，缓慢开启大反进门，使树脂膨胀至上视镜中心线，反洗5-10min，反洗至排水澄清，关闭大反进门、停淡水泵，关反排门，使树脂自然沉降5-10min。•将反洗流量逐步由小到大调整，使树脂充分膨胀，大反洗时流量也应尽量排除树脂层中空气，以不跑树脂为宜。树脂浮起高度不超过上窥视孔的2/3。•正洗压实：开进水门，启淡水泵，排气门溢水后，开正排门，关排气门，控制50-60m3/h流量正洗3-5min，使树脂稍压实，停淡水泵，关进水门、正排门。•正洗压实的目的是为了防止再生和运行时发生偏流。•小反洗（大反洗后不必进行小反洗）：开反排门，启淡水泵，缓慢开启小反进门，调整流量50-60m3/h，反洗15-20min，至排水澄清后，停淡水泵，关小反洗进水门，让树脂自然沉降3-5min。•小反洗又叫表层反洗，除了具备①松动压脂层；②冲出破碎树脂；③消除交换剂上的悬浮物的作用外，还有疏通中排管滤网的作用。再生时小反洗不执行放水。•放水：开排气门、中排门，放水至中排位置（反排门已开）•预喷射：开阳床进酸门、喷射器进水门，启再生泵，调整流量25-30m3/h进行预喷射，预喷射5-10min，注意不得使树脂乱层。•进酸:开酸计量箱出酸门，控制进酸浓2.5-3.0%，进30%的盐酸0.5-1.0m3（大反洗加倍）。•置换：进酸完毕，关计量箱出酸门，保持原流量不变，置换至中排出水酸度＜10mmol/L，停再生泵，关阳床进酸门，喷射器进水门。•小正洗：关反排门，启淡水泵，开进水门，正洗压脂层10min。•正洗：关中排门，待排气门溢水后，开正排门，关排气门。控制进水压力为0.05Mpa，流量50-60m3/h，正洗至排水Na+≤100ug/L,停淡水泵，关进水门，正排门。开排气门，待压力放尽后关排气门。•转备用。混床再生•混床再生好坏的关键是树脂分层是否彻底。•混床设有上、中、下三个视窗，它们的作用是什么？上部视窗一般用来观察反洗时树脂的膨胀情况。中部视窗用于观察床内阴树脂的水平面，确定是否需要补充树脂。下部视窗用来检测混床准备再生前阴阳离子树脂的分层情况•何谓浮动床?它有哪些特点?交换剂在交换器中呈悬浮状态，但浮而不乱，仍以压实状态进行交换，这种交换器叫浮动床交换器，简称浮床。浮动床综合了逆流再生和移动床的特点，因此它具有单耗低，出水质量好，周期出水量大，排废再生液(废盐、废酸或废碱等)浓度低，操作简单，以及利于实现自动化等特点。它仍是当前我国水处理工艺之一。•浮动床的流速：浮动床制水时，水由交换器底部进入，均匀通过石英砂垫层，借助水的高动能将整个交换剂层托起，使交换器内的交换剂处于悬浮状态，但浮而不乱，床层仍在压实状态下工作。此时，水的流速不能低于7m/h。运行流速一般应为7-50m/h。•浮动床的反洗：浮动床交换剂层较高，无反洗膨胀的可能。因此，反洗时必须将部分或全部交换剂移至体外进行清洗。•（）适于低流速和间断运行。A、逆流再生固定床；B、顺流再生固定床；C、混床；D浮动床。•下列设备中，树脂不需移至体外进行反洗的设备是。A、顺流再生固定床；B、逆流再生固定床；C、浮动床；D、双流床。•检查再生水泵、混床酸、碱计量箱、喷射器、酸、碱储罐完好备用，各压力表、流量表、酸、碱浓度计完好，再生混床本体所有阀门关闭。•检查好急救水源和急救药品是否适当和充足，保证完好备用。•操作人员正确佩戴好橡胶手套、穿好耐酸碱工作服、橡胶靴；戴好耐酸碱防护头盔。•酸碱计量箱进酸碱时，操作人员要首先打开酸雾吸收器进水门，同时要严格监视好液位计变化，防止出现计量箱溢流现象。•操作酸碱系统阀门时，用力不要过大。•操作前要做好相关事故预想,以及危险点分析•放水：开排气门、反排门、中排门，放水至树脂上200mm处，关中排门。•反洗分层：启淡水泵，缓慢开启反进门，控制适当流量进行反洗，使树脂膨胀至上视镜中心线。反洗至排水澄清，阴、阳树脂分层明显后，关反进门，停淡水泵•反洗流量逐步由小到大，使树脂充分膨胀，树脂浮起高度不超过上窥视孔的2/3，以不跑树脂为宜。•若分层不好，应重新分层。若二次分层仍不明显，可对树脂进碱强迫失效。进30%NaOH0.2m3，浸泡半小时，使阳树脂变为Na型，阴树脂变为Cl型，增加阴、阳树脂的比重差，结束后正洗出水pH接近中性重新反洗分层。•放水：开中排门，放水至树脂上200mm处，关中排门。•预喷射：开混床进酸、碱门、中排门、喷射器进水门，启再生泵，分别调整进酸、进碱流量25-30m3/h进行预喷射，预喷射5-10min，注意控制床内水位稳定。•进酸、碱：开计量箱出酸、碱门，控制进酸浓度3.0%，进30%的盐酸1.0m3，进碱浓度4%，进30%NaOH1.3m3。•置换：进酸、碱完毕，关计量箱出酸、碱门，保持原流量不变，置换45min。停再生泵，关混床进酸、碱门、中排门，喷射器进水门。•阴正洗：关反排门，启淡水泵，开进水门，待排气门溢水后，开中排门，关排气门进行阴正洗，至排水碱度＜0.5mmol/L。•串洗：开正排门，关中排门，串洗至排水电导率＜100us/cm。•放水：关进水门，开排气门，中排门，放水至树脂上200mm处，关正排门、中排门。•混脂：启罗茨风机，开风机出气门，同时开混床进气门，反排门，混脂5-10min。•迫降:同时关进气门，停罗茨风机，关反排门打开进水门、正排门，对树脂进行迫降，防止再次分层。•正洗：关小正排门，排气门溢水后，关排气门，开大正排门，调整进水压力0.05Mpa，流量50-60m3/h,正洗至出水合格。后停淡水泵，关进水门、正排门。开排气门，待压力放尽后，关排气门。转为备用。酸耗、碱耗•酸耗：阳树脂每交换1mol物质的量的阳离子所需的酸的克数称为酸耗。•碱耗：阴树脂每交换1mol物质的量的阴离子所需的纯氢氧化钠的克数称为碱耗。•列出酸碱耗的计算公式？n=c·v•（1）酸耗=V酸×ρ酸×ω酸/(JD+SD)×V阳g/mol•（2）碱耗=V碱×ρ碱×ω碱/(SD+0.2)×V阴g/mol•为什么阳床出水酸度加阳床进水碱度基本上等于净水阳离子的浓度？•在净水中一般含有盐类可按阴离子的种类来划分，即阳离子与强酸阴离子如Cl—、SO42—、NO3—等结合的，称强酸盐，阳离子与弱酸根阴离子如CO32—、HCO3—、HSiO3—等结合的，称弱酸盐。有些酸盐在水中电离后呈不同程度的碱性或弱酸性，可用标准酸液(以甲基橙为指示剂)来滴定，即大致测出弱酸根离子的浓度。强酸盐经阳床离子交换后，全变成了强酸如HCl、H2SO4、HNO3等，可用碱标准液来滴定出阳床出水的酸度，此酸度就是水中强酸根阴离子的浓度，因为水中阳、阴离子的量的浓度(一价)基本相等，所以进水的碱度加上阳床出水的酸度就基本上等于净水的阳离子浓度。