當(dāng)前化學(xué)水處理的幾個(gè)問(wèn)題的探討

1、當(dāng)前化學(xué)水處理的幾個(gè)問(wèn)題的討論摘要本文對(duì)化學(xué)水處理的幾個(gè)問(wèn)題的進(jìn)展了討論：r、ed等膜法水處理的濃鹽水對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，且不易處理。采用反浸透直接加混床的水處理方法，必須采取措施，保證混床的陽(yáng)樹脂和陰樹脂每次都能充分混合。凝結(jié)水處理混床系統(tǒng)中，樹脂的別離采用“高塔別離法funsep法“錐體別離法nesep法最好，但是混床的混合問(wèn)題應(yīng)盡量設(shè)計(jì)有二次混合裝置；如有足夠的投資和土地，那么采用陽(yáng)床、陰床、陽(yáng)床串聯(lián)運(yùn)行，可以將混床的樹脂別離、混合的矛盾較徹底地克制。粉末樹脂過(guò)濾器的“交換速度快、“交換容量大、“出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)都是在運(yùn)行中幾個(gè)小時(shí)的行為，而離子交換樹脂混床可運(yùn)行數(shù)天、甚至數(shù)星期；粉末樹脂過(guò)

2、濾器的“再生度高、“可在高溫下運(yùn)行、“無(wú)再生設(shè)備，投資低、“可去除腐蝕產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，離子交換樹脂混床也是可以到達(dá)的。關(guān)鍵詞r反浸透；ed電滲析；混床；離子交換樹脂1r、ed等膜法水處理的問(wèn)題反浸透r、電滲析ed等膜法主要適用于高含鹽量的水。國(guó)外及國(guó)內(nèi)山東省某企業(yè)的資料說(shuō)明，從一次投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用總費(fèi)用看，離子交換法低于反浸透r、電滲析ed法；離子交換法的酸堿廢水的處理比反浸透r、電滲析ed法排出的濃鹽水好處理，因此，所謂反浸透r、電滲析ed法防止了使用酸堿，但是另外會(huì)有濃鹽水對(duì)環(huán)境的污染，且不易處理。2除鹽系統(tǒng)的r、ed等膜法直接加混床的問(wèn)題除鹽系統(tǒng)混床的混合與出水顯酸性的問(wèn)題。試驗(yàn)說(shuō)明，混床

3、出水最好、陽(yáng)床陰床串聯(lián)其次、陰床陽(yáng)床串聯(lián)最差。補(bǔ)給水處理混床在兩種樹脂的穿插污染嚴(yán)重得多等較惡劣的條件下，其出水水質(zhì)根本都能合格，主要原因是因?yàn)樵摶齑驳倪M(jìn)水是經(jīng)過(guò)“陽(yáng)床除碳器-陰床組成的一級(jí)除鹽后的水，其水質(zhì)很好，只含幾十g/l的si2和na+，ph值為中性7左右，電導(dǎo)率5s/。此時(shí)的離子交換反響即使在上層為強(qiáng)堿陰樹脂、下層為強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂的極端情況下也能進(jìn)展：上層強(qiáng)堿陰樹脂的離子交換為：nahsi3+rh=rhsi3+nah1反響1較難進(jìn)展，有局部nahsi3會(huì)泄漏到下層與rh發(fā)生離子交換反響。下層的強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂的離子交換為：nah+rh=rna+h22nahsi3+rh=rna+h2si33反響

4、2很容易進(jìn)展，所以，混床出水的水質(zhì)應(yīng)該較好；但是，反響3生成h2si3，使得混床出水呈微酸性，ph值在6.0-6.5之間，si220g/l，電導(dǎo)率0.3s/。穿插污染生成的rl、rna樹脂與進(jìn)水中的nahsi3的離子交換反響，由于是動(dòng)態(tài)離子交換反響，所以，雖然nahsi3濃度很低、hsi3-的離子選擇性差，但是nahsi3+rl=rhsi3+nal也能局部進(jìn)展，生成的nal與下層陽(yáng)離子交換樹脂rh發(fā)生離子交換反響產(chǎn)生hl，會(huì)影響混床的出水的ph值。將取自運(yùn)行混床且已再生好的d001b強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂rh和d201b強(qiáng)堿陰樹脂rh以12的體積比，按下層為d201b強(qiáng)堿陰樹脂、上層為d001b強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂

5、和下層為d001b強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂、上層為d201b強(qiáng)堿陰樹脂分別裝入2個(gè)有機(jī)玻璃交換柱中，并并聯(lián)到陰床出水口，投入運(yùn)行，測(cè)定出水ph、dd、si2與na+。測(cè)試結(jié)果如表2-1。表2-1兩種極端情況的混床運(yùn)行結(jié)果比照工程名稱phdds/si2g/lna+g/l最大最小平均值最大最小平均值最大最小平均值最大最小平均值17.96.57.10.280.170.196.62.45.05.00.22.426.35.25.60.450.280.348.13.45.78.60.23.1差值+1.6+1.3+1.5-0.17-0.11-0.15-1.5-1.0-0.7-3.60-0.5注：1.上層為rh、下層為rh

6、。2.上層為rh、下層為rh。但是，假如沒(méi)有前面的陽(yáng)床除碳器陰床的一級(jí)除鹽，當(dāng)預(yù)處理包括r反浸透等來(lái)的水達(dá)不到一級(jí)除鹽水水質(zhì)要求而直接進(jìn)入混床時(shí)，由于上層主要是強(qiáng)堿陰樹脂rh，根本不與中性水發(fā)生離子交換反響，而直接進(jìn)入下層的主要是強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂rh，那么發(fā)生如下離子交換反響：a(g、na)l(s4、n3、si3)+rh=rna(a、g)+hl(h2s4、hn3、h2si3)生成的hl(h2s4、hn3、h2si3)會(huì)使出水電導(dǎo)率、si2和na+大大進(jìn)步、ph值大大下降，嚴(yán)重惡化出水水質(zhì)。尤其當(dāng)除鹽系統(tǒng)運(yùn)行半年以上，樹脂發(fā)生污染后更為嚴(yán)重。因此，反浸透直接加混床的水處理方法要慎重。如要采用反浸透直接

7、加混床的水處理方法，必須采取措施，保證混床的陽(yáng)樹脂和陰樹脂每次都能充分混合。3凝結(jié)水處理系統(tǒng)的問(wèn)題3.1雙塔、三塔混床系統(tǒng)都是在陽(yáng)再生塔中別離二種樹脂，由于沉降速度大的強(qiáng)堿陰樹脂和沉降速度小的強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂總會(huì)在二種樹脂穿插層互相混雜，因此，總是別離不凈，再生時(shí)發(fā)生穿插污染。從而降低二種樹脂的再生度，惡化混床出水水質(zhì)。3.2三層床混床系統(tǒng)三層混床主要是由強(qiáng)堿陰樹脂、惰性樹脂和強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂組成。由于對(duì)三種樹脂的密度和顆粒大小有一定的要求，所以樹脂在反洗、沉降后，能明晰地分為三層。當(dāng)在體內(nèi)再生時(shí)，中間排水裝置位于反洗后惰性樹脂層的中間，惰性樹脂成為緩沖層，可防止酸和陰樹脂或堿和陽(yáng)樹脂接觸，從而消除了穿插

8、污染。在體外再生時(shí)，惰性樹脂層可防止輸送陰樹脂過(guò)程中將陽(yáng)樹脂帶走，也可防止穿插污染。普通凝結(jié)水處理混床的出水na+為1.52.8g/l，氫電導(dǎo)率為0.110.15s/25；三層混床的出水na+為0.10.2g/l，氫電導(dǎo)率為0.080.10s/25。三層混床的周期制水量比普通混床增加25%38%。由于惰性樹脂易吸附油等雜質(zhì)，密度發(fā)生變化，惰性樹脂污染后就起不到將二種樹脂隔離的作用，同樣也會(huì)發(fā)生穿插污染。3.3t塔混床系統(tǒng)在體外再生系統(tǒng)中，當(dāng)混床的失效樹脂在陽(yáng)再生別離塔中反洗分層時(shí)，在陰、陽(yáng)樹脂分界面處有一層混脂層。將上層的陰樹脂輸送到陰樹脂再生塔，將中間的混脂輸送到空塔，陽(yáng)樹脂那么留在陽(yáng)再生別

9、離塔，這樣，可使陰樹脂輸送時(shí)不攜帶陽(yáng)樹脂、陽(yáng)再生塔中的陽(yáng)樹脂層也不殘留陰樹脂，保證陰、陽(yáng)樹脂得到良好的別離，減少再生時(shí)的穿插污染。采用中間抽出法的凝結(jié)水處理混床的出水電導(dǎo)率為0.070.09s/25。這種將雙塔、三塔混床系統(tǒng)中陽(yáng)再生塔中會(huì)給再生和運(yùn)行帶來(lái)費(fèi)事的二種樹脂穿插層取出的方法，是解決穿插污染的好方法。但是，由于陽(yáng)再生塔直徑較大，存在二個(gè)問(wèn)題：一是在輸送強(qiáng)堿陰樹脂時(shí)不可能完全程度輸送，因此，塔體周圍的強(qiáng)堿陰樹脂不易輸送干凈，可能會(huì)殘留到下面的強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂中，仍然導(dǎo)致穿插污染；二是如反洗分層的反洗速度太大，局部強(qiáng)堿陰樹脂會(huì)沖出去，如反洗分層的反洗速度太小，局部強(qiáng)堿陰樹脂會(huì)夾雜在強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂中，

10、也會(huì)導(dǎo)致穿插污染。3.4高塔別離法funsep法該設(shè)備由樹脂別離塔、陰再生塔、陽(yáng)再生塔組成。高塔是該系統(tǒng)的專門別離樹脂的設(shè)備，其特點(diǎn)是上部直徑擴(kuò)大為錐體，從而可以保證下面的陽(yáng)樹脂可以充分膨脹，而陰樹脂在上面不會(huì)被沖出，保證兩種樹脂可以得到很好的分層。通過(guò)反洗分層別離后的樹脂，首先將陰樹脂從別離塔的陰樹脂排出口送出陰樹脂排出口高出陰、陽(yáng)樹脂的混脂層，以保證陰樹脂在輸送過(guò)程中不帶走陽(yáng)樹脂，然后，將陽(yáng)樹脂從別離塔底部送出在別離塔底部裝有樹脂層高控制報(bào)警點(diǎn)裝置，將混脂留在別離塔內(nèi)。這樣可以使兩種樹脂得到很好的別離，將再生時(shí)的穿插污染降到最校高塔別離法可使陰、陽(yáng)樹脂得到較徹底的別離，美國(guó)u.sfilte

11、r/pertek公司提供的資料認(rèn)為，此系統(tǒng)可使陰樹脂在陽(yáng)樹脂層中的含量和陽(yáng)樹脂在陰樹脂中的含量小于0.1%，其混床出水水質(zhì)良好見表3-1和表3-2。表3-1凝結(jié)水混床進(jìn)水水質(zhì)工程正常運(yùn)行啟動(dòng)凝汽器泄漏日平均全鐵g/l全銅g/l鎳g/lph值范圍25電導(dǎo)率s/聯(lián)氨g/l氧g/ls4-2g/ll1g/lna+g/lsi2g/l2022.59.29.612.010011051020550021.09.29.612.010040354050301010.59.29.616.61001101736221051010.59.29.612.01001100.50.20.35表3-2凝結(jié)水混床出水水質(zhì)工程數(shù)值

12、工程數(shù)值工程數(shù)值電導(dǎo)率s/ph值范圍25na+g/l0.066.57.50.05l1g/ls4-2g/lsi2g/l0.10.10.5全鐵g/l全銅g/l1.00.5高塔別離法將穿插污染降到最小程度，但還是要注意混床內(nèi)的樹脂的混合問(wèn)題?；齑沧詈眠€是設(shè)再混合裝置。3.5錐體別離法nesep法采用錐體別離法的原理也同樣是將強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂和強(qiáng)堿陰樹脂徹底別離，而將混層樹脂留在交接面混層樹脂隔離塔中，減少穿插污染。該技術(shù)關(guān)鍵是用電導(dǎo)率儀表指示出二種樹脂的別離界面。錐體別離法將穿插污染降到最小程度，但還是要注意混床內(nèi)的樹脂的混合問(wèn)題?；齑沧詈眠€是設(shè)再混合裝置。3.6三室床法三室床的三室合并在一個(gè)床內(nèi)，上、下

13、室為第一級(jí)、第二級(jí)陽(yáng)樹脂室，中室為陽(yáng)樹脂室。三室床從根本上消除了混床兩種樹脂的別離困難和混合不易的問(wèn)題，從而也就解決了穿插污染的問(wèn)題。當(dāng)三室床采用體外再生時(shí)，先將上室陽(yáng)樹脂輸送到再生塔，清洗干凈后，再將下室陽(yáng)樹脂送到再生塔，采用順流再生方式，使位于上部的下室陽(yáng)樹脂得到最好的再生。陰樹脂那么在陰再生塔中再生。這樣，可完全防止穿插污染。國(guó)外某電廠采用三室床，在凝汽器無(wú)泄漏或少有泄漏凝結(jié)水含鈉量小于20g/l時(shí)，三室床出水含鈉量為0.1g/l，氫電導(dǎo)率為0.064s/25。3.7單床法采用陽(yáng)床、陰床串聯(lián)運(yùn)行還可再串聯(lián)一臺(tái)陽(yáng)床代替凝結(jié)水處理混床，也從根本上消除了混床兩種樹脂的別離困難和混合不易的問(wèn)題，

14、從而也就解決了穿插污染的問(wèn)題。德國(guó)某電廠采用單床運(yùn)行，效果很好。與混床比擬，單床具有以下優(yōu)點(diǎn)。1再生劑用量校2再生次數(shù)少。單床的比制水量為314003/3r；而混床的比制水量只有120003/3r.3再生操作簡(jiǎn)單。4出水水質(zhì)與混床相近。5單獨(dú)再生，沒(méi)有穿插污染。也沒(méi)有混合不好的問(wèn)題。單床的缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、投資較高、阻力比擬大。綜合上述分析可見，凝結(jié)水處理混床系統(tǒng)中，樹脂的別離采用“高塔別離法funsep法“錐體別離法nesep法最好，但是混床的混合問(wèn)題應(yīng)盡量設(shè)計(jì)有二次混合裝置。如有足夠的投資和土地，那么采用陽(yáng)床、陰床、陽(yáng)床串聯(lián)運(yùn)行，可以將混床的樹脂別離、混合的矛盾較徹底地克制。4粉末樹脂過(guò)濾器

15、的問(wèn)題粉末樹脂過(guò)濾器用于凝結(jié)水處理可去除凝結(jié)水中鐵等腐蝕產(chǎn)物，有利于凝結(jié)水的凈化，但是根本不能除鹽，和銨型混床rnh4/rh一樣，只能將純潔水更加凈化。對(duì)粉末樹脂過(guò)濾器幾種概念的分析：1所謂“交換速度快。粉末狀樹脂的外表積大，易接近，當(dāng)然離子交換速度快；但是，數(shù)量少，失效也快，僅能工作幾個(gè)小時(shí)。而離子交換樹脂混床可運(yùn)行數(shù)天、甚至數(shù)星期。2所謂“交換容量大。粉末狀樹脂的外表積大，且是干的，而離子交換樹脂含水分50%左右，因此，粉末狀樹脂比離子交換樹脂的交換容量大是應(yīng)該的。4所謂“可在高溫下運(yùn)行。這是一次性使用，可不考慮粉末樹脂的使用壽命。離子交換樹脂如一次性使用也可滿足要求。5所謂“出水水質(zhì)好。粉末狀樹脂的外表積大，當(dāng)然離子交換速度快，出水水質(zhì)好，但是它僅能維持4小時(shí)左右。6所謂“無(wú)再生設(shè)備，投資低。實(shí)際上凝結(jié)水處理混床樹脂也可不要再生設(shè)備，請(qǐng)離