再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器在我廠的應(yīng)用

1、再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器在我廠的應(yīng)用丁玉輝（安徽淮化集團(tuán)有限公司熱電廠 232038）內(nèi)容摘要 本文主要介紹了再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的特點(diǎn)及其在我廠450t/h除鹽水系統(tǒng)改造工程中的應(yīng)用，并適用于大、中型水處理裝置。關(guān) 鍵 詞 再生液 自調(diào)控 浮動(dòng)床離子交換器浮動(dòng)床離子交換器具有運(yùn)行流速高，單元設(shè)備產(chǎn)水量大，出水品質(zhì)好，再生劑用量低，排出廢液含有再生劑有效成份低，操作簡單方便，占地面積小，工程投資小等一系列顯著優(yōu)點(diǎn)。浮動(dòng)床離子交換器技術(shù)出現(xiàn)很早，但是只是近些年來才在各行業(yè)的大、中型水處理裝置中得到廣泛的應(yīng)用。我廠目前已完成的將原有設(shè)計(jì)能力為150t/h除鹽水系統(tǒng)不停產(chǎn)改造擴(kuò)產(chǎn)為450

2、t/h除鹽水工程項(xiàng)目就使用了浮動(dòng)床離子交換器的技術(shù),并生產(chǎn)出合格的一級除鹽水，取得了顯著的效果。本文將結(jié)合我廠這次450t/h除鹽水改造工程概況介紹一下再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器這種先進(jìn)水處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)及除鹽水系統(tǒng)方面的具體應(yīng)用。1、再生液自調(diào)控浮床離子交換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它是再生液自調(diào)控浮床離子交換器的結(jié)構(gòu)同其它類型浮動(dòng)床離子交換器的結(jié)構(gòu)基本相同，由殼體、管系（管道、配件及有關(guān)儀表）、進(jìn)水裝置、出水裝置、再生液分配裝置、離子交換樹脂和惰性白球及石英砂墊層所組成。我們在我廠450t/h除鹽水改造工程中所使用的再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器與大多數(shù)普通的浮動(dòng)床離子交換器的區(qū)別在于：大多數(shù)普

3、通的浮動(dòng)床再生液裝置是和其離子交換器的排水裝置共同用一裝置，即制水運(yùn)行時(shí)作為出水裝置；再生時(shí)作為再生液分配裝置。這類裝置的弊端就是出水和再生液流量差異較大，為610：1，故再生液分配不均，影響浮動(dòng)床離子交換器的樹脂再生效果和運(yùn)行周期。為解決這一問題，直徑大于2m的大型浮動(dòng)床有的另外專設(shè)再生液分配裝置，也有的采用316L材質(zhì)制作成水帽型式的。但以上兩種結(jié)構(gòu)型式使裝置趨于復(fù)雜，同時(shí)會嗇制造、安裝、檢修等項(xiàng)工作困難，投資增加。而我廠在450t/h除鹽水改造工程中所采用的再生液自用調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器雖然出水和再生液分配采用同一裝置，但是，它卻是在分配的各個(gè)支管中，按再生液分布要求需要每相隔一個(gè)支管加

4、裝一浮球單向閥，來自動(dòng)控制再生液的分配，使再生液分配均勻，以達(dá)到較好的再生效果。其正常制水運(yùn)行時(shí)，所有支管暢通，經(jīng)過樹脂交換的水匯集于母管內(nèi)送出；再生時(shí)再生液由母管分配于各支管，使部分帶有浮球單向閥的支管自動(dòng)關(guān)閉，另外部分支管按再生分布比例要求將再生液均勻分布在樹脂上。其制水運(yùn)行時(shí)既可滿足大負(fù)荷運(yùn)行，又可滿足小負(fù)荷運(yùn)行，并且能滿足再生液分配均勻的要求，提高裝置的再生水平。再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器另一項(xiàng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)就是浮動(dòng)床離子交換器底部進(jìn)水裝置采用了“金字塔”疊片結(jié)構(gòu)，使其裝置進(jìn)水分布均勻，配合其頂部自調(diào)出水裝置，即可保證正常出水負(fù)荷要求，也可以使再生和制水運(yùn)行時(shí)配液均勻。再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離

5、子交換器上部裝填有不同粒徑的石英砂墊層，將“金字塔”型疊片進(jìn)水裝置完全覆蓋在其中，其高度與大多數(shù)普通的浮動(dòng)床離子交換器相當(dāng)。在其中部裝有浮動(dòng)床專用樹脂層，其樹脂粒徑的均一性較好，并且耐磨損性能好。其裝填高度為：陽浮動(dòng)動(dòng)床離子交換器3500mm左右；陰浮動(dòng)床離子交換器28003100mm。在其上部裝填有圓柱狀的惰性白球，其充填高度約為500mm左右，完全將浮動(dòng)床離子交換器的圓弧支管包容在其中。圓柱狀惰性白球由于比重小，只有500kg/m3，其濕真密度約為0.90g/mL，所以它總是浮在水和樹脂的上面，可以阻擋樹脂與出水支管濾網(wǎng)直接接觸，防止破碎樹脂堵塞濾網(wǎng)，由于它的尺寸大，一般約為1.21.4&

6、#215;2 所以運(yùn)行中阻力小，和圓球狀白球相比不易結(jié)塊。對再生液來說，它又起到了再分配的作用，從而提高了再生液分配的均勻性，運(yùn)行時(shí)也起到使出水均勻的作用。2.再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的工作過程及優(yōu)點(diǎn)2.1再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的工作過程我廠在450t/h除鹽水改造工程所采用的再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的工作過程和浮動(dòng)床離子交換器以及滿床離子交換器的工作過程基本相同。浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行時(shí)被處理水自下而上通過樹脂交換層，由于向上水流的作用樹脂交換劑層全部被托起成懸浮狀密實(shí)層，再生時(shí)再生液自而下通過樹脂交換層，它屬于逆流再生床的一種類型，其樹脂分布狀態(tài)和逆流再生固定床的樹脂層分布狀態(tài)

7、相同但方向相反，進(jìn)水方向和再生液流動(dòng)方向出與逆流再生固定床相反。我廠使用的再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器不能在其體內(nèi)通過反膨脹進(jìn)行清洗，必須定期將樹脂移出體外去進(jìn)行清洗，以清洗樹脂層中的污垢。2.2再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的優(yōu)點(diǎn)2.2.1具備了浮動(dòng)床運(yùn)行流速高、設(shè)備出力大，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器采取了浮動(dòng)床離子交換器一樣的運(yùn)行方式，設(shè)備運(yùn)行流速高，一般正常運(yùn)行時(shí)流速為3050m/h，所以設(shè)備出力大。而一般的固定床運(yùn)行流速只有1525m/h，因此可見相同直徑的交換設(shè)備，浮動(dòng)床離子交換器的出力可以增加一倍。陽浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行時(shí)最小流速為10m/h，最大

8、流速可為60m/h；陰浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行時(shí)最小流速為7m，最大流速為60m/h，因此浮動(dòng)床離子交換器負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大。浮動(dòng)床離子交換器雖然運(yùn)行時(shí)流速高，但是由于其在運(yùn)行時(shí)的水力篩分，使得顆粒較小的樹脂排列在床層的上部，顆粒較大的樹脂則排列在床層的下部，進(jìn)入浮動(dòng)床離子交換器的水首先接觸顆粒大的樹脂，使得床層阻力較小，壓差穩(wěn)定。浮動(dòng)床離子交換器在其高速運(yùn)行狀況出水水質(zhì)好，這是由它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。因?yàn)楸惶幚硭锌山粨Q的離子經(jīng)過沸騰狀的樹脂層時(shí)，水與樹脂接觸的表面積很大，幾乎為整個(gè)樹脂表面積的百分之百，再者，由于浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行流速高，加快了離子交換過程中膜擴(kuò)散速度，這些都利于交換過程的迅速完

9、成；而且浮動(dòng)的分配較其它類型的浮動(dòng)床離子交換器再生液的分配更均勻，再生度更高，因此使水中未被交換掉的離子得到了徹底的交換，因此其出水水質(zhì)好。這是因?yàn)楦鶕?jù)離子交換平衡理論，樹脂的再生度越高，其出水水質(zhì)就越好。由此可以看出，再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器不但具備了浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行流速高，設(shè)備出力大，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)，而且略勝一籌，其系統(tǒng)出水電導(dǎo)率可以達(dá)到5us/cm以內(nèi)。2.2.2具備逆流再生的優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器采用的是逆流再生工藝，即再生時(shí)再生液的流向與被處理水的流向相反。所不同的是逆流再生固定床再生時(shí)再生液由下向上流動(dòng)通過樹脂交換層，并且當(dāng)再生液流

10、速過快時(shí)，就會發(fā)生和反洗一樣的使樹脂交換劑層松動(dòng)亂層的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這種亂層現(xiàn)象，就會嚴(yán)重影響其出水的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。而再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器則不一樣，因?yàn)槠湓谠偕鷷r(shí)再生液是由上向下流動(dòng)的，而在失效時(shí)，下層是近乎完全失效的樹脂交換層，上層是部分失效的樹脂交換層，再生時(shí)上層樹脂交換劑始終接觸新鮮的再生液，因此再生度很高，加之再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器其在再生時(shí)再生液按比例分配，使再生液分布非常均勻，這樣就使得浮動(dòng)床離子交換器人的樹脂交換層和再生液之間的交換比較充分，比一般的逆流再生固定床再生度要高，因此該種類型的浮動(dòng)床離子交換器比逆流再生固定床的酸堿耗要低，約為理論酸堿耗的1.25倍左右，

11、因此降低了水處理的酸堿耗，提高了其經(jīng)濟(jì)性，降低了水處理裝置的運(yùn)行費(fèi)用。再者，由于再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器再生時(shí)其再生液是由上向下流經(jīng)樹脂交換層，這樣就絕不可能產(chǎn)生亂層現(xiàn)象，克服了逆流再生固定床易亂層的缺點(diǎn)。2.2.3 操作簡單,自用水率低由于再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器只有再生置換洗和成床三個(gè)步驟，因此其操作簡單。再者，由于它比逆流再生固定床少去小反洗、小正洗、正洗等清洗階段，其清洗自用水大大減少；另外由于其置換是以浮支床離子交換器的上部往下洗，而再生液的比重比水重，其一直往下沉，因此清洗起來比較容量清洗，并且比較徹底，因而自用水量大大降低。我們在450t/h脫鹽水改造工程中的自用水率大約

12、只有6%左右，低于逆流再生固定床，據(jù)有關(guān)資料介紹要比逆流固定床節(jié)水40%左右。2.2.4不會出現(xiàn)漏溝、偏流現(xiàn)象再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器另外一突出優(yōu)點(diǎn)就是在運(yùn)行中樹脂交換層不會出現(xiàn)漏溝、偏流現(xiàn)象。這是因?yàn)樵偕鹤哉{(diào)控浮動(dòng)床離子交換器在運(yùn)行過程中，水是從下向上流動(dòng)的，它的樹脂交換層呈懸浮狀態(tài)，當(dāng)局部水流過高，趨于形在漏溝、偏流狀態(tài)時(shí)，周圍的樹脂就會隨水流涌向漏溝、偏流處自動(dòng)填補(bǔ)這部份區(qū)域，能有效地防止由于漏溝、偏流而導(dǎo)致的泄漏增加和出水品質(zhì)下降等現(xiàn)象，從而提高樹脂交換層的利用率。3.再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器在我廠450t/h除鹽水改造工程中的應(yīng)用450t/h除鹽水改造工程項(xiàng)目是我廠生產(chǎn)技術(shù)

13、科自行設(shè)計(jì)、我廠自行施工安裝的。該項(xiàng)目的特點(diǎn)是邊生產(chǎn)邊改造，在保證正常生產(chǎn)用水的情況下，利用原有設(shè)備，不停產(chǎn)將原設(shè)計(jì)能力為150t/h的除鹽水裝置改造成供水能力為450t/h的除鹽水裝置，為此我們在這次改造工程中采用了再生液自調(diào)控浮支床離子交換器這一先進(jìn)的水處理技術(shù)來保證出水能力和出水水質(zhì)。具體做法是利用原有4臺3000的單流機(jī)械過濾器，將其改造成4臺再生液自調(diào)控陽浮動(dòng)床離子交換器，為保證陽浮動(dòng)床離子交換器 進(jìn)水水質(zhì)，我們在4臺陽浮動(dòng)床離子交換器前面增設(shè)了3臺3000的高效纖維過濾器。二是將原有2500陰、陽順流再生固定床離子交換器改造成5臺2500的再生液自調(diào)控陰浮動(dòng)床離子交換器。該改造工程

14、設(shè)計(jì)工作于1999年11月份完成，工程施工從2000年3月開工，2001年6月底全部完工投入運(yùn)行，達(dá)到出水能力450t/h和一級除鹽水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其出水電導(dǎo)率在5us/cm以內(nèi)，Sio2含量在100ug/h以內(nèi)。4、再生液自調(diào)控浮動(dòng)床離子交換器的操作4.1陽浮動(dòng)床離子交換器的操作4.1.1再生打開陽浮動(dòng)床離子交換器全部進(jìn)酸閥和排酸閥，開啟噴射器入口水閥約2min左右，開啟噴射器酸液閥，使得噴射器出口酸液濃度 為23%左右，進(jìn)酸時(shí)間為80120min，再生液流速控制在57m/h.。4.1.2置換洗關(guān)閉噴射器 酸液閥門繼續(xù)用除鹽水以57m/h的速度進(jìn)行置換洗6090min，當(dāng)陽浮動(dòng)床離子交換器

15、出水Na+等于400ug/l時(shí)，置換洗 結(jié)束，然后關(guān)閉噴射器的入口水閥和陽浮動(dòng)床離子交換器的進(jìn)排酸閥門。4.1.3運(yùn)行開上排水閥和進(jìn)水閥，以1520m/h左右的流速把陽浮動(dòng)床離子交換器頂起，然后打開出水閥關(guān)閉排水閥投入運(yùn)行。注意陽浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行時(shí)流速既不能過高也不能過低，過高易加速陽浮動(dòng)床離子交換器內(nèi)樹脂的破碎，過低易造成陽浮動(dòng)床離子交換器的落床，一般正常運(yùn)行時(shí)陽浮動(dòng)床離子交換器的流速控制在1030m/h范圍內(nèi)。4.1.4停運(yùn)當(dāng)運(yùn)行過程中陽浮動(dòng)床離子交換器的出水Na+大于400ug/l時(shí)應(yīng)立即停運(yùn)。停運(yùn)時(shí)應(yīng)關(guān)閉出水閥，打開排水閥10sec后再關(guān)出水閥，使其充分落床，準(zhǔn)備再生時(shí)待用。4.2

16、.陰浮動(dòng)床離子交換器操作4.2.1再生打開陰浮動(dòng)床離子交換器全部進(jìn)堿閥和排堿閥，開啟噴射器入口水閥約2min左右，開啟噴射器堿液閥，使得噴射器出口堿液濃度為45%左右，進(jìn)堿時(shí)間為2040min，再生液流速控制在46m/h。4.2.2置換洗關(guān)閉噴射器的堿液閥門繼續(xù)用鹽水以46m/h 的速度進(jìn)行置換洗6090min，當(dāng)陰浮動(dòng)床離子交換器出水Si02100ug/l、電導(dǎo)率5us/cm 時(shí)，置換洗結(jié)束，然后關(guān)閉噴射器的入口水閥和陰浮動(dòng)床離子交換器的進(jìn)排堿閥門。4.2.3運(yùn)行開上排水閥和進(jìn)水閥，以1520m/h左右的流速把陰浮動(dòng)床離子交換器頂起，然后打開出水閥關(guān)閉排水閥投入運(yùn)行。注意陰浮動(dòng)床離子交換器運(yùn)行時(shí)流速既不能過高也不能過低，過高易加速陰浮動(dòng)床離子交換器內(nèi)樹脂的破碎，過低易造成陰浮動(dòng)床離子交換器的落床，一般正常運(yùn)行時(shí)陰浮動(dòng)床離子交換器的流速控制在630m/h范圍內(nèi)。4.2.4停運(yùn)當(dāng)運(yùn)行過程中陰浮動(dòng)床離子交換器的出水S