隔离分离 即在混合树脂内加入一种密度介于阴树脂和阳树脂两者之间的惰性树脂(其真密度约为1.16~1.27g/ml), 当反洗分层时,惰性树脂介于阴阳树脂层之间,使得不易分离的那些树脂夹在惰性树脂层中,仅对不夹杂有另一种树脂的两种树脂分别再生。
2 再生
混合床中阴、阳树脂的再生有以下四种方法。
1) 碱溶液分别流经阳、阴树脂层的两步法体内再生,这种混合床体内再生步骤为: ? 反洗分层后,从上部送入NaOH再生溶液先再生阴树脂、废液从阴、阳树脂分
界处的排液管排出,为防止碱液污染阳树脂,再生同时,由底部通入清水通过阳树脂由中间管排出; ? 从下部通入再生阳树脂用的酸液,废液同样由分界处排液管排出,同样为防止
酸液污染阴树脂,由上部送入清水通过阴树脂层由中间排液管排出; ? 用除盐水分别由底部和上部送入,自下而上清洗阳树脂层至排水酸度降至
0.5mmol/L为止。
2) 酸碱同时流经阳、阴树脂层体内再生,这种混合床体内再生步骤为: ? 树脂反洗分层后,再生时,由交换器上下同时送入再生用的碱液和酸液,分别
流经阴、阳树脂层后,由中间排液装置同时排出; ? 清洗水同样由交换器上、下送入,分别流经阴阳树脂层后,由中间排水装置同
时排出。
3) 阴树脂移出体外再生 阴树脂移出体外再生法是将阴树脂移出混床至专
用的阴树脂再生罐,然后送入再生液进行再生。
4) 阴阳树脂外移体外再生产 阴、阳树脂外移体外再生是将阴树脂和阳树
脂全部移出混合床至专用的阴树脂再生罐和阳树脂再生罐,然后分别送入碱液和酸液对阴树脂和阳树脂进行再生。
体外再生的优点是:再生效率高,保证出水不被再生剂污染;交换器可不设排装置,使运行流速增大,由于混合床的运行周期长,可以几台混合床共用一个再生罐。
体外再生的缺点是:树脂磨损率较大。 3 阴、阳树脂的混合
树脂混合时先使交换器中的水高出树脂层表面100~200mm,再通入洁净的压缩空气,使分层的树脂重新混合均匀,立即快速排水,迫使整个树脂层迅速下落,以免阴、阳树脂由于密度不同而在缓慢下沉时再次分层。 4 正洗
混合后的树脂层要用除盐水以10~20米/小时的流速进行正洗,直至出水的电导率和硅酸含量合格时才能投入运行。 5 交换
混合床的运行一般在较高的流速下(一般为50~100米/小时)进行。 混合床的特点
由于混合床运行方式的特殊性,与复床相比,混合床的优点在于:出水水质优良和出水水质稳定;间断运行对出水水质的影响较水;交换终点明显,利监督和实现自动控制;设备比复床少,布置集中。其缺点是:树脂的交换容量利用率低,树脂损耗率大;对有机物污染敏感;再生操作复杂,且需时间长等。但由于混合床具有上述特点,所以在对水质除盐要求较高时,可在一级复床除盐系统后设置混合床除盐,对除盐起“精加工”作用。,这样不仅可以延长其工作周期,而且还
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可以防止阴树脂被有机物污染。 混合床树脂再生时的一些重要参数 ? 反洗分层流速(m/h) 10~15
? 再生液浓度(%) HCL 4~8 NaOH 5 ? 再生温度(℃) 45~60
? 再生用量(Kg/m3 ) 以100%纯再生剂计 HCL 100 NaOH 100
? 再生剂质量要求: 阴树脂最好采用离子膜碱,阳树脂选用优级工业盐
酸。
? 树脂比例: 阴、阳树脂之比为2:1或者说:1(体积比)
其它水处理技术简介
一.离子交换除盐
利用离子交换作用将水中各种离子去除或减少到一定程度的水处理方法叫做离子交换除盐或化学除盐。也就是用H型阳离子交换剂将水中各种阳离子交换成H+,而用OH型阴离子交换剂将水中各种阴离子交换OH-,残留在水中的离子H+的OH-又结合成水,因而水中各种盐类几乎除尽。这种离子交换除盐系统如图所示。
1.—H型阳离子交
换器
2.—除CO2器
CO2 3 3.—OH型阴离子交
换器 1
2
离子交换除盐系统
原水先流经氢离子交换器,水中各种阳离子(Fe3+、Ca2+、Mg2+、Na+等)被H型树脂吸着,而按照等物质的量规则,树脂上的H+进入水中,并与水中的阴离子组成无机酸。其中的碳酸中除CO2器去除。如下式:H2CO3 H2O+CO2↑
水中剩余的无机酸,再流经装有OH型树脂的阴离子交换器,发生如下反应:
HR R’OH 2R′OH+H2SO4 R2′SO4+2H2O R′OH+HCl R′Cl+H2O R′OH+H2SiO3 R′HSIO3+H2O ??
由此可见,经H—OH型离子交换处理后,水中各种离子几乎除尽,而得到近于中性
的纯水。
交换器工作一段时间后,树脂渐趋饱和,此时需再生。阳树脂一般用HCl或H2SO4再
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生。阴树脂则用NaOH再生,其反应为:
R′SO4+2NaOH 2R′OH+Na2SO4
′′
RCl+NaOH ROH+NaCl
二.电渗析法除盐
1.膜分离:就是利用一种特殊的半透膜作用来分离溶质的过程。根据半透膜的种类和分离过程推动力的区别,膜分离过程分为扩散渗析、电渗析、反渗透和超滤四种。半透膜是指在溶液中一种或几种组分不能透过而其它组分能透过的膜。水的膜分离法就是利用这种特殊的半透膜将溶液隔开,使溶液中的某种溶质或溶剂(水)渗透出来,从而达到溶质与水分离的目的。
2. 电渗透析除盐法就是在直流电场的作用下,利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性,将水中的溶质(电解质)分离出来的一种膜分离方法。这种方法的优点是:只耗电能不耗再生剂就能降低水中的含盐量;设备占地面积小;易于实现自动化。
3. 电渗析的基本原理
离子交换膜的选择透过性,电渗析除盐法是以两个基本条件为依据:一是水中阴、阳离子在直流电场中会作定向迁移,且按同性相斥、异性相吸的原则,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;二是离子交换膜具有选择透过性,阳膜只允许水溶液中的阳离子通过,阴膜只允许水溶液中的阴离子通过。如图,
H2↑ 阳膜 阴膜 OH H Cl Na Cl→←
2 1 电渗析示意图:1—阳极室;2—阴
极室
- ++-+O2 Cl2
Na Cl +- Na + 28