離子交換除鹽水處理器的失效控制

1、離子交換除鹽水處理器的失效控制摘要：介紹以一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)為根底的常用固定床離子交換除鹽水處理器的失效檢測和控制方法，并提出改良措施。關(guān)鍵詞：離子交換水質(zhì)吸附失效泄漏控制離子交換除鹽水處理最簡單的流程為陽床-陰床組成的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)。有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用單元制，即每套一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)包括陽床、除碳器、陰床各一臺，在離子交換除鹽運行過程中，無論是陽床還是陰床先失效，都是同時再生；還有的一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)采用母管制，即陽床與陽床或陰床與陰床是并聯(lián)運行的，哪一臺交換器失效就再生哪一臺。1檢測和控制原理強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為：Fe3+Al3+a2+g2+Na+H+.；由此可知，水

2、中金屬離子Na+被吸附的才能最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H+.最后被其他陽離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的Na+；因此監(jiān)視陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的；其反響方程為A代表金屬陽離子,R為樹脂基團：An+nRH=RnA+nH+H3-+H+=H2+2強堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為：S42-N3-l-H-H3-HSi3-。由此可知，HSi3-的吸附才能最弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，H-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是最下層的HSi3-；因此監(jiān)視陰離子交換器失效是以漏硅為標準的；其反響方程為B代表酸根

3、陰離子，R為樹脂基團：B-+RH=RB+H-2控制點和控制方法由于母管制系統(tǒng)包含了單元制系統(tǒng),而且它具有能充分使用樹脂、進步交換器的出水才能、降低酸堿消耗等優(yōu)點，我們在研究中主要討論以這種構(gòu)造為根底的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)。以成都生物制品研究所蛋白別離車間純水站為例，該系統(tǒng)為母管制水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的構(gòu)造為：砂濾活性炭過濾粗濾陽床一陰二陰混床精濾純水罐，系統(tǒng)產(chǎn)水才能為5t/h，在系統(tǒng)的失效控制研究中，我們提出單元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系統(tǒng)的優(yōu)點對系統(tǒng)進展失效控制。以下是該車間第一套水處理器的一陰(即1.1陰)在一個運行周期中的局部數(shù)據(jù)：表1一陰運行周期中的局部數(shù)據(jù)供水離子柱電導(dǎo)

4、率(S/)供水離子柱電導(dǎo)率(S/)1.1陽-1.1陰4.991.1陽-1.1陰3.001.1陽-1.1陰4.471.1陽-1.1陰3.051.1陽-1.1陰3.591.1陽-1.1陰3.091.1陽-1.1陰3.301.1陽-1.1陰2.571.1陽-1.1陰3.271.1陽-1.1陰2.221.1陽-1.1陰3.261.1陽-1.1陰(2.1陽-1.1陰)4.93(4.05)1.1陽失效(用2.1陽)1.1陽-1.1陰3.152.1陽-1.1陰3.521.1陽-1.1陰2.892.1陽-1.1陰3.441.1陽-1.1陰3.802.1陽-1.1陰2.281.1陽-1.1陰3.822.1陽-1

5、.1陰2.161.1陽-1.1陰3.682.1陽-1.1陰2.031.1陽-1.1陰3.132.1陽-1.1陰5.121.1陰失效以上數(shù)據(jù)均為車間實際運行記錄數(shù)據(jù)，1.1陰出水供應(yīng)1.2陰后出水電導(dǎo)率保證在3S/以下,結(jié)合末級混床,最終出水水質(zhì)一直保持在0.1S/-0.5S/。根據(jù)以上數(shù)據(jù)和該車間純化水檢測報告，我們進展標準化處理25度，不連續(xù)運行后，繪制了三種情況下的水質(zhì)曲線圖分別如下：圖1陽床出水水質(zhì)圖2陽床出水水質(zhì)圖3：陽床先失效時陰床出水水質(zhì)從圖2、圖3可見：1R對各a有機溶質(zhì)的去除率大于NF膜。2不同有機溶質(zhì)的去除率不一樣，有的甚至相差很大例如，R和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為9

6、5.34%、81.45%，而對苯胺的吸光度去除率那么分別為61.50%、46.82%。3出水水質(zhì)原水經(jīng)一級復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率25低于10S/，水中硅含量低于100g/L。3.1陽床出水水質(zhì)圖1中b點以前三條曲線都迅速下降，說明離子交換器中樹脂再生后，正洗時出水中各種雜質(zhì)的含量酸度、鈉離子濃度和硬度都迅速下降，當出水水質(zhì)到達一定的標準如b點時就可以投入運行。所以，在ba段運行期間，陽床出水呈酸性，而且根本呈緩慢變化趨勢。運行至a點時，陽床開場有陽離子穿透，根據(jù)離子交換活性知道，最先泄漏出的是鈉離子；在除鹽系統(tǒng)中，為了除去水中H+以外的所有陽離子，強酸性離子交換器必須在有鈉泄漏時停頓運行(一般此時

7、出水的酸度接近中性)，并進展再生，如圖1的a點位置，此點為鈉離子穿透點。3.2陰床出水水質(zhì)由于離子交換除鹽系統(tǒng)中陰床始終是陽床的后級，所以陰離子交換器的水質(zhì)變化分兩種情況：陽床正常運行時,陰床先失效時的陰床出水水質(zhì)陰床出水水質(zhì)見圖2，b點以前幾條曲線迅速下降，說明再生后正洗時，水中雜質(zhì)迅速下降直至到達運行的出水水質(zhì)標準，ba區(qū)間為穩(wěn)定交換運行期，出水水質(zhì)的pH值為7-9，電導(dǎo)率5S/,含硅量以Si2計為20-50g/L。運行至a點后，陰床開場失效，但陽床仍在正常運行。此時，陰床由于酸泄漏，故PH值下降；與此同時，陰床出水中的硅含量和電導(dǎo)率增加。陽床先失效時,陰床出水水質(zhì)如圖3復(fù)床系統(tǒng)運行到a點

8、，陽床開場失效，但陰床仍在正常運行。此時陽床漏出的Na+流經(jīng)陰床，在陰床的出水中含有NaH,使陰床出水PH值升高，并對強堿性陰樹脂對HSi3-的吸附產(chǎn)生干擾作用，使出水的含硅量增加，其反響為：RHSi3+NaH=RH+NaHSi34結(jié)論和改良方法(1)當陽床接近失效時，水中Na+的含量逐漸增加，從而影響陰離子交換器，在對純化水水質(zhì)要求不是很高時如醫(yī)藥行業(yè)等，可以通過控制陽床出水的酸度母管制和陰床的出水電導(dǎo)率一級復(fù)床來控制陽床的失效。由于陽床產(chǎn)水中溶解有2，未經(jīng)過排除進入陰床，在陰床中與H-反響，影響陰床處理才能，因此，可以在陽床和陰床之間加裝除碳器。(2)由于H3-一般在陽床中已經(jīng)去除，加之電導(dǎo)率對H-較敏感，因此在對于對將硅作為非檢測工程的行業(yè)如醫(yī)藥行業(yè)等，可以通過檢測陰床的出水電導(dǎo)來控制陰床的失效。(3)離子交換的硅泄漏是世界性的難題，理論證明：采用雙陰床+混床的離子交換系統(tǒng)對于控制硅