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影响混床离子交换塔周期产水量因素分析

2019-09-192569

  离子交换树脂作为传统的脱盐工艺,其周期产水量直接影响着系统的能耗和成本,常见的离子交换器有阴离子交换塔、阳离子交换塔、及混床,混床目前小系统已经被EDI设备取代,但因为其相对EDI设备建造成本较低,大型纯水系统中仍然以混床为主。

  离子除盐的过程,实际是一个离子交换吸附-饱和-再生-再投入交换吸附不断循环进行的过程,完成脱盐的过程,同时产生酸碱废水,交换后离子随再生过程酸碱废水排出,其中再生过程效果的好坏,会直接反应到系统的制水成本上,如何提周期产水量,降低系统运行成本,在同样的进水条件下,再生效果的好坏,起到关键的作用。影响离子交换设备再生的因素根据个人经验的总结,主要有以下五个方面:

  一、再生药剂的品种和纯度

  再生剂的品种和纯度直接影响再生效果和成本,以强酸性阳离子交换树脂为例,盐酸的再生效果明显优于硫酸,但盐酸价格相对硫酸较,如果能够妥善处理操作时的条件,如浓度和流速,也可以取得较好的再生效果和较低的成本。故设计时,因按工程的具体条件选择;再生剂的纯度,即再说剂中杂质含量的多少,对交换树脂再生效果和再生后的水质有较大的影响,再生液纯度,树脂再生程度,再生后水质好。

  逆流再生方式中,再生剂的纯度对再生效果的影响更为显著,再生剂纯度影响阴离子树脂大于阳离子树脂的影响,根据树脂选择系数可以估计再生剂纯度对离子交换的影响程度。

  二、再生剂的用量:

  再生剂的用量大小直接影响再生后树脂的工作交换容量和水处理成本,一般情况下,再生剂用量越多,树脂的工作交换容量越大。但再生剂的用量增加到一定程度后,工作交换的容量提越来越少,因此必须根据出水水质要求和水处理系统的具体情况,按照树脂的工艺性能或通过投入前系统调试确定合适的再生条件和再生剂量。

  三、再生液浓度:

  当再生剂用量一定时,再生液浓度(一定范围内)愈大,树脂再生程度越,但过的再生液浓度导致体积减少,不易均匀接触树脂和维持足够长的接触时间。

  再生液浓度与再生方式有关系,一般顺流再生固定床和混床再生液浓度,于逆流再生固定床的再生液浓度。

  再生液的浓度与再生剂的品种和再生的树脂形态有关。

  四、再生液温度:

  再生液温度影响再生过程中树脂内扩散速度和膜扩散速度,故再生液温度有一定影响,但再生温度又不能于树脂允许的使用温度,否则影响树脂使用寿命甚至报废。

  强酸性阳离子树脂用盐酸再生时一般无需加热,当需要清除树脂中的铁离子和其氧化物时,可将盐酸温度提至40℃,强碱性阴离子交换树脂以烧碱作为再生液时温度,对吸附氯根、硫酸根、重碳酸根的树脂再生效率无显著影响,但对于硅酸的再生效率和再生后树脂层的二氧化硅泄露量有较大的影响。

  强碱I型阴离子交换树脂适用的再生液温度为35℃-50℃,强碱II型阴离子交换树脂适用的再生液温度(置换水温)35+3℃

  五、再生液的流速:

  再生液的流速影响再生剂与树脂接触的时间,在用量和浓度一定条件下,再生流速与时间成反比,再生液流速影响树脂层中被再生出离子的排代速度和再生液的利用效率,故再生效果与再生流速有直接关系,但并非流速越低越好,实践表明:侵泡再生的效率低于动态再生,阳离子交换树脂再生流速可于阴离子交换树脂,逆流再生的再生液流速或者置换水流速应以不导致树脂层扰动为前提,推荐4-8m/h,再生时间不少于30min。

  六、树脂再生自用水率:

  离子交换塔再生时的自用水率是水处理设计时的一个重要参数,直接影响设备和管道的正确选择。