一、設(shè)備簡介:
離子交換是水處理(lǐ)技術中最常用的一種,離子交換器是利用陰陽離子交換樹(shù)脂的選擇性及平衡反應原理除去水中的電解質離子的一種水處理設備,在水處理的應用方麵最為廣(guǎng)泛,特別是高純水製取的必備設備。
離子(zǐ)交換是(shì)通過離子交(jiāo)換樹脂在電解質溶液中進行的,可去除水中的各種陰、陽離子(zǐ),是目前製備高純水工藝(yì)流程中不可替代的手段。
離子交(jiāo)換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。
當原水通過離子交換柱(zhù)時,水中的陽離子和水中的陰離子(zǐ)(HCO-等(děng)離子)與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進行交(jiāo)換,從而達到脫鹽的目(mù)的。陽、陰混柱的不同組合可使水質達到更高的要求。
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離子交(jiāo)換機規格表(單位:mm)
| ||
型(xíng)號(直(zhí)徑X高度) |
材質 |
出水量(m3/h) |
¢50XX1000 |
有機玻璃 |
0.2 |
¢200X1500 |
有機玻璃 |
0.3 |
¢200X2000 |
有機(jī)玻(bō)璃 |
0.5 |
¢250X2000 |
有機玻璃 |
0.7 |
¢300X2000 |
有機玻璃 |
1.0 |
¢400X2000 |
有機玻璃 |
2.0 |
¢500X2000 |
有機玻璃 |
3.0 |
¢600X2000 |
不鏽鋼襯膠 |
4.0 |
¢700X2000 |
不鏽鋼襯膠 |
5.0 |
¢400X3000 |
鋼襯膠 |
3.0 |
¢500X3500 |
鋼襯膠 |
4.0 |
¢600X3580 |
鋼襯膠 |
5.0 |
¢800X3760 |
鋼襯膠 |
8.0 |
¢1000X3970 |
鋼襯膠 |
12.0 |
?1600X4960 |
鋼襯膠 |
30.0 |
二、工作原理
(1)陽離子(zǐ)交換器
當原水進入裝有H型(xíng)的陽離子交換樹(shù)脂的陽離子交換器,使水中含有的各種陽離子和離子交換樹脂上的H+發生如下反應:
Fe3+3HR-→FeR+3H+
Ca2++2HR-→CaR+2H+
Mg2++2HR-→MgR+2H+
Na++HR-→Na+H+
上述(shù)反應的(de)結果是水(shuǐ)中的各種陽離子(Fe3、Ca2+、Mg2+、Na+)被吸附在離子交換樹脂上,而(ér)離子交(jiāo)換樹脂上的H+,它和水中各種陰(yīn)離子發生作用
生成各種酸類。
如:H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等
(2)陰離子交換器(qì)
陽離子交換後帶有酸性的水進入裝有OH型陰離子交換樹脂的陰離子交換器,發生如下反應:
H2SO4+2ROH-→R2SO4+2H2O
H2CO3+2ROH-→R2CO3+2H2O
HCI+ROH-→RCI+H2O
H2SiO3+ROH-→RHSiO3+H2O
由此可見,經陽-陰(yīn)離子交換處理後,水中的(de)各種離子幾乎除去,一般可除去水中含鹽量99%以上。
三、結構簡述
(1)進水裝置
在交換器上(shàng)部設有進水裝置使水能均勻分布。
(2)中排裝置
中排裝置設置在陽(陰)樹脂和壓脂層的分界麵上,用於排(pái)泄再生時酸(堿)廢液和進(jìn)小反洗水,型(xíng)式為DN500~600型中排為雙母管式:DN800~DN3200型為支管母管式,管上開小孔,管外包(bāo)覆塑料窗紗及60目(mù)尼龍網各一層。材料均為1Cr18Ni9Ti。
(3)排水裝置
DN1200及以下(xià)設備采用多(duō)孔板上裝設寶塔式ABS型濾水帽,DN1500及以上(shàng)設備有多(duō)孔板上裝濾帽和砂墊層兩種形式,多孔(kǒng)板材(cái)按設備規格不同(tóng)而異(yì),DN500~DN600型用硬聚(jù)氯乙烯製作,DN800~DN3200型采用鋼襯膠。 另外,在交換器下部排(pái)水帽出,樹脂麵(miàn)處及******反洗膨脹高度處各設視鏡一個,用以觀察體內工況。筒體上部設樹脂(zhī)輸入口,在筒體下部近多孔板處設樹脂卸出口。樹脂的輸入(rù)和卸出均可采用水力輸送。
四、使用方法
(1)樹脂處理
樹脂在未裝進交換器之前,首先應(yīng)進行篩選(xuǎn),再用8~10%的NaCI溶液浸泡(pào)20小時,放掉食鹽(yán)水,用水衝洗樹脂,自至(zhì)出水不(bú)呈黃色為止。或用5%的HCI溶液浸泡2~4小時(shí),放(fàng)掉酸液後,用水衝洗樹脂至排水接近中(zhōng)性為止。將樹脂裝(zhuāng)入設備到規定高度,樹脂裝好後進行(háng)一次反衝洗。
(2)運行
設備內須保持一定高(gāo)度的水墊層,以防止進水直接衝擊樹脂(zhī)層(céng)上的壓脂(zhī)層。 投入運行前必須進行正洗,打開進水閥(D1)和排氣閥,當水已滿時關閉排氣閥,打(dǎ)開正洗排水閥(D5),至水質(zhì)合(hé)格再轉入運行,即關閉正洗排水閥(D5),打開出水閥(fá)(D2)。
(3)再生
當出水水質(zhì)超過(guò)指標或產生了一定(dìng)體積的脫(tuō)鹽水後,離子交換器需(xū)進行再生,再生的步驟如下:
(a)小反洗:再生前應對中間排液管上麵的壓脂層進行小反洗,洗去運行時積聚在壓(yā)脂層和中間排液裝置上的汙物,即打開小(xiǎo)反洗(xǐ)進水閥(D7)和反洗排水閥(D4),反(fǎn)洗流速一般為5~10米/時,時間約15分鍾。小反洗結束後,關閉小反洗進水閥(D7)及反洗排水閥(D4)。
(b)進再(zài)生液:打開再生液閥(D6)及中間排液閥(D8),再生液由低部(bù)進(jìn)入,廢(fèi)液由中排(pái)口(kǒu)排出。為保證再生效果,應控製一定的再生液濃(nóng)度及再生流速。
(c)小正(zhèng)洗(xǐ):在進再生液的過程中,有部分廢酸(堿)滲入壓脂層中,為了節省正洗耗水量及縮(suō)短正洗時間,在正洗(xǐ)之前,用小正洗的方法將這(zhè)部分廢液洗去。小正洗時,打開進水(shuǐ)閥(D1),然後打開中間排液(yè)閥(D8),水從中排安裝排出,流速控製(zhì)在10~15米/時,時間約5~10分鍾。
(4)正洗
小正洗(xǐ)結束後,關閉中間排液閥(D8),開啟正洗排水閥(D5)進行正洗,流速同運行流速,待出水水質符合要求時(shí)即關閉(bì)排汙閥(D5),打開出水(shuǐ)閥(D2)投入運行。
(5)大反洗
由於交換劑被壓實、汙染等會影響(xiǎng)正常工作,所以(yǐ)在運行若幹周(zhōu)期後必須進(jìn)行一次大反洗,大反洗(xǐ)的間(jiān)隔周期可根(gēn)據本廠的進水濁度、出水質量、運行壓差和交換容量等情況而定,一般運行10~20周期進行一次,大反洗後交換劑層被打亂,為(wéi)了恢複正(zhèng)常交換容量,在大反洗後(hòu)的第一次再生時,再生劑要比正常時增加0.5~1.0倍(bèi)。大反洗時,打開大反洗進水閥(D3),閥門要由小到大,反(fǎn)洗強度控製在反洗視鏡的中心線為準,打開(kāi)反洗排水(shuǐ)閥
(D4)進行反洗。反洗時間(jiān)約為10~15分鍾(zhōng)。
五.設(shè)備規範
(1)設(shè)計壓力:0.59MPa 試驗壓力(lì):0.88MPa
(2)運行流速:固定床:15~25m/h 浮動床:40~50m/h 陰、陽混合床:40~120m/h
(3)工作溫度:5~50℃
(4)出水品質:軟化水設備:硬度≤0.03ml/L 一級(jí)純水設備:電導率
(5)進水濁度(dù):≤5mg/L