一、設備簡(jiǎn)介:
離子交換是(shì)水處理技術中最常用(yòng)的一種,離子交換器是利用陰陽離子交換樹脂的選擇性及平衡反應原理除去水中的電解質離(lí)子的一種水(shuǐ)處理設(shè)備,在水處(chù)理的應用方麵最為廣泛,特別是高純水製取的必備設備。
離子交換是通過(guò)離子(zǐ)交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,是目(mù)前(qián)製備高純水工藝流(liú)程(chéng)中不可替代的手段。
離(lí)子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。
當原水通(tōng)過離子交換柱時(shí),水中(zhōng)的陽離子和水中的(de)陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的(de)OH-離子進行交換,從而達到脫鹽的(de)目(mù)的。陽、陰混柱的不同組合可使水(shuǐ)質達到更高(gāo)的要求。
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離子交換機規格表(單位(wèi):mm)
| ||
型號(直徑X高度(dù)) |
材質 |
出水量(m3/h) |
¢50XX1000 |
有機玻璃 |
0.2 |
¢200X1500 |
有機玻璃 |
0.3 |
¢200X2000 |
有機玻璃 |
0.5 |
¢250X2000 |
有機玻(bō)璃 |
0.7 |
¢300X2000 |
有機玻璃 |
1.0 |
¢400X2000 |
有機玻璃(lí) |
2.0 |
¢500X2000 |
有機玻璃 |
3.0 |
¢600X2000 |
不鏽(xiù)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(èr)、工作原理
(1)陽離子(zǐ)交換器
當原水進入裝有H型的陽離子交換樹脂的陽離(lí)子交換器,使水中含有的各(gè)種陽離(lí)子和(hé)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+
上述反(fǎn)應的結果是水(shuǐ)中(zhōng)的各種陽離子(Fe3、Ca2+、Mg2+、Na+)被吸附在離子交換樹脂上,而離子交換樹脂上的H+,它和水中(zhōng)各種陰離子發生作用
生成各(gè)種酸類。
如:H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等
(2)陰離子交換器
陽離子交換後帶有(yǒu)酸性的(de)水進入裝有(yǒu)OH型陰離子交換樹脂的陰離(lí)子交(jiāo)換器,發生如下反(fǎn)應:
H2SO4+2ROH-→R2SO4+2H2O
H2CO3+2ROH-→R2CO3+2H2O
HCI+ROH-→RCI+H2O
H2SiO3+ROH-→RHSiO3+H2O
由此(cǐ)可見,經陽-陰離子交(jiāo)換處理後,水中的各(gè)種離子幾乎除(chú)去(qù),一般可除去水中含鹽量99%以(yǐ)上。
三、結構簡述
(1)進水裝置(zhì)
在交換器上部設有進水裝置使水能(néng)均勻分布。
(2)中排(pái)裝置
中排(pái)裝置設置(zhì)在陽(陰)樹脂和壓脂層(céng)的分界麵上,用於排泄(xiè)再生時(shí)酸(suān)(堿)廢液和進小反洗水,型式為DN500~600型中排為雙母管式:DN800~DN3200型為支管(guǎn)母管式,管上開小孔,管外包覆塑料(liào)窗紗及60目尼龍網各(gè)一層。材料均(jun1)為1Cr18Ni9Ti。
(3)排水裝置
DN1200及(jí)以下設備采用多孔板上裝設寶(bǎo)塔式ABS型濾水帽,DN1500及以上設備有多孔板上裝濾帽(mào)和(hé)砂墊層兩種形式,多孔板材按設備規格不同而(ér)異,DN500~DN600型用硬聚氯乙烯製作,DN800~DN3200型采用鋼襯膠。 另外,在交換器下部排水帽出,樹脂(zhī)麵處(chù)及******反洗膨脹高度處各設視鏡一個,用(yòng)以(yǐ)觀察體內工況。筒(tǒng)體上(shàng)部設(shè)樹脂輸入口,在(zài)筒體下部近多孔板處設樹脂卸出口。樹脂的輸入和(hé)卸出均可采用水力輸送。
四、使用方法
(1)樹脂處(chù)理
樹脂在未裝進交換器之前,首先應(yīng)進行篩選,再用8~10%的NaCI溶液浸泡20小時,放掉食鹽水,用水衝洗(xǐ)樹脂,自至(zhì)出水不呈黃色為止。或用5%的HCI溶液浸泡2~4小(xiǎo)時,放掉(diào)酸液(yè)後,用水衝洗(xǐ)樹脂(zhī)至排水接近中性(xìng)為止。將樹脂裝(zhuāng)入設備到(dào)規定高度,樹脂裝好後(hòu)進行一次(cì)反衝洗。
(2)運行
設備(bèi)內須保持一定高度的水墊層,以防止進水直接衝擊樹(shù)脂(zhī)層上的壓脂層。 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(fá),打開正洗排水閥(D5),至水質合格再轉入運行(háng),即關閉正洗排水閥(D5),打開出水(shuǐ)閥(D2)。
(3)再生
當出水(shuǐ)水(shuǐ)質超過指標或產生了一定體積的脫鹽(yán)水後,離子交換(huàn)器需進行再(zài)生,再生的(de)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脂層和中間排液裝置上的汙物,即打開小反洗進水閥(fá)(D7)和反洗排水閥(D4),反洗流速一般為(wéi)5~10米/時(shí),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)進再生液:打開(kāi)再生液閥(D6)及中(zhōng)間排液閥(D8),再(zài)生液(yè)由低部進入,廢液(yè)由中排口排出。為保證再生效果,應控製一定的再生(shēng)液濃度及(jí)再生流速。
(c)小正洗:在進再生液的過程(chéng)中,有部分廢酸(堿)滲入壓脂層(céng)中(zhōng),為了節省正洗耗水量及縮短正洗時間,在正洗之前,用小(xiǎo)正洗的方法(fǎ)將這部分廢液(yè)洗(xǐ)去。小正洗時,打開進水閥(fá)(D1),然後打開中間排液閥(D8),水從中排(pái)安裝排出,流速控(kòng)製在10~15米(mǐ)/時,時間約5~10分鍾。
(4)正洗
小正洗結束後,關閉中間排(pái)液閥(fá)(D8),開(kāi)啟正洗排水閥(D5)進行正洗,流速同運行流(liú)速,待出水水質符合要求時即關閉排汙閥(D5),打開出水閥(D2)投入運行(háng)。
(5)大反洗
由於交換劑被壓實、汙染等會影(yǐng)響(xiǎng)正常工作(zuò),所以在(zài)運行若(ruò)幹周期後必須進行(háng)一次大反洗,大反洗的間隔(gé)周期可根據本廠的進(jìn)水濁度、出水質(zhì)量、運行壓差和交換容量等情況(kuàng)而定,一般(bān)運行(háng)10~20周期進行一次,大反洗後交換劑層被打亂,為了恢複正常交換容量,在大反洗後的第一次再生時,再生劑要比正常時增加0.5~1.0倍。大反洗時,打(dǎ)開大反洗進水閥(D3),閥門要由小到大,反(fǎn)洗(xǐ)強度控製在反洗視鏡的中心線為準,打開反洗排水閥
(D4)進行反洗。反洗(xǐ)時間約為10~15分鍾。
五.設備(bèi)規範
(1)設計壓力:0.59MPa 試(shì)驗壓力: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(zuò)溫度:5~50℃
(4)出水品質:軟化(huà)水設備:硬度≤0.03ml/L 一級純(chún)水設備:電導率(lǜ)
(5)進水濁度(dù):≤5mg/L