強(qiáng)、弱型樹(shù)脂組合的逆流再生離子交換器 

(一)雙層床    

離子交換器結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作程序與逆流再生固定床相同，見(jiàn)圖3-18。按照一定配比裝填強(qiáng)、弱型兩種樹(shù)脂，弱型樹(shù)脂在上層，強(qiáng)型樹(shù)脂在下層。運(yùn)行時(shí)原水從上部進(jìn)人，先通過(guò)弱型樹(shù)脂，陽(yáng)樹(shù)脂雙層床中弱酸型樹(shù)脂去除碳 酸鹽硬度，強(qiáng)酸型樹(shù)脂去除非碳 酸鹽硬度，適用于硬度和堿度接近或硬度略大于堿度，Na+含量不大的原水。陰樹(shù)脂雙層床弱堿型樹(shù)脂去除強(qiáng)酸陰離子，強(qiáng)堿型樹(shù)脂去除弱酸陰離子。再生時(shí)，再生液從下向上先通過(guò)強(qiáng)型樹(shù)脂再流向弱型樹(shù)脂。在陽(yáng)離子交換系統(tǒng)采用陽(yáng)雙層床時(shí)，弱酸樹(shù)脂在運(yùn)行中由H十型轉(zhuǎn)變成Ca2+型時(shí)的體積變化極小，但是因?yàn)槿跛針?shù)脂只能用于去除水中的重碳酸鹽硬度，所以必須根據(jù)原水水質(zhì)的硬度與堿度比例等數(shù)據(jù)進(jìn)行核算后選用。



陰雙層床離子交換器的便用特點(diǎn)如下: 

(1)雙層床樹(shù)脂是靠其顆粒的質(zhì)量差來(lái)分層的，上層的弱堿樹(shù)脂通常其顆粒直徑都控制在0.3~0.6mm范圍內(nèi)，而弱堿樹(shù)借濕真密度較低，反洗時(shí)樹(shù)脂容易隨水流溢出;同時(shí)，由于弱堿樹(shù)脂在失效時(shí)其體積會(huì)有約25%的膨脹，這又相應(yīng)降低了反洗空間高度，以致使陰雙層床樹(shù)脂的清洗造成困難。 

(2)陰雙層床離子交換器再生時(shí)，堿液由下向上首先與下層的強(qiáng)堿樹(shù)脂接觸，從樹(shù)脂上置換下硅化合物。當(dāng)攜帶了大量硅化合物的廢堿液進(jìn)人弱堿樹(shù)脂層時(shí)，由于弱堿樹(shù)脂對(duì)OH一的優(yōu)先吸著，使廢堿液的pH迅速降低，其中的硅化合物在低pH條件下會(huì)以膠態(tài)狀的硅酸分子析出和積聚在弱堿樹(shù)脂層內(nèi)。在下一周期運(yùn)行中，這些膠態(tài)的硅酸分子又隨水流逐漸排出，造成出水含硅量增高，使運(yùn)行周期提前結(jié)束。 

 

(3)在陰雙層床離子交換器進(jìn)行無(wú)頂壓逆再生時(shí)，由于弱堿樹(shù)脂的轉(zhuǎn)型收縮，會(huì)在壓實(shí)樹(shù)脂層下產(chǎn)生水墊空間，造成再生時(shí)樹(shù)脂的擾動(dòng)和亂層，影響再生效果。實(shí)際試驗(yàn)證明，采用兩步進(jìn)堿法再生工藝是改善運(yùn)行、提高其工交容量的有效措施。
 

(4)采用兩步進(jìn)堿法再生工藝操作過(guò)程與常規(guī)的無(wú)頂壓逆再生操作的不同僅在于在逆流再生前增加了懸浮進(jìn)堿過(guò)程，當(dāng)?shù)蜐舛鹊膲A液在不頂壓條件下以較低的流速流經(jīng)樹(shù)脂層時(shí)，可以將樹(shù)W) RL托起成懸浮狀態(tài)，有意造成VIOR粒產(chǎn)生一定幅度的擾動(dòng)。這樣，一方面可以有利于樹(shù)脂的松動(dòng)和反洗，使弱堿、強(qiáng)堿樹(shù)脂能較好的分層;同時(shí)也能使上層的弱堿樹(shù)脂提前接觸堿液，當(dāng)含有大量硅化合物的堿液進(jìn)人時(shí)，避免因弱堿樹(shù)脂吸著OH一而產(chǎn)生膠體硅的析出和沉積。而由于弱堿樹(shù)脂在懸浮進(jìn)堿時(shí)已提前得到初步再生，在逆流進(jìn)堿時(shí)，可以減少因樹(shù)脂轉(zhuǎn)型收縮產(chǎn)生水墊空間造成樹(shù)脂亂層的可能，從而提高了再生效果。采用兩步進(jìn)堿法再生工藝后，陰樹(shù)脂平均工作交換容量可長(zhǎng)期穩(wěn)定在700mo1/m³以上，再生時(shí)堿比耗保持在1.5以下。為防止再生時(shí)膠體硅聚集在弱堿樹(shù)脂層上，再生堿液應(yīng)加熱至40℃，并采用兩步再生。 

 

(二)雙室床 

為了避免雙層床中強(qiáng)、弱型兩種樹(shù)脂的交界面處混層、陰樹(shù)脂再生和兩種樹(shù)脂反洗分層的麻煩，在雙層床中間加裝一層多孔板，將離子交換器分隔成上、下兩部分。見(jiàn)圖3-19. 

雙室床陽(yáng)離子交換器運(yùn)行時(shí)，水流從交換器頂部進(jìn)人，先與上室的弱酸樹(shù)脂進(jìn)行離子交換，以去除水中大徹碳酸鹽硬度，弱酸柳膠換中泄漏的殘余硬度及鈉離子隨水流進(jìn)人下室，經(jīng)與其運(yùn)行水質(zhì)控制同樣由交換器出水含鈉離子量來(lái)控制，當(dāng)交換器出水含鈉離子量超過(guò)規(guī)定指標(biāo)時(shí)，交換器即失效停運(yùn)進(jìn)行再生。 

雙室床陰離子交換器運(yùn)行時(shí)，水流從交換器頂部進(jìn)人，先與牛室的弱堿樹(shù)脂進(jìn)行離子交換，以除去水中的強(qiáng)酸陰離子，因而其出水電導(dǎo)率很低。當(dāng)弱酸樹(shù)脂接近失效時(shí)，強(qiáng)酸陰離子開(kāi)始泄漏，出水就呈現(xiàn)酸性。弱堿樹(shù)脂無(wú)法去除的硅與泄漏過(guò)的強(qiáng)酸陰離子隨水進(jìn)人下室，經(jīng)強(qiáng)堿樹(shù)脂離子交換而置換成氫氧根離子，出水自交換器底部引出，其運(yùn)行水質(zhì)控制同樣由交換器出水含二氧化硅量來(lái)控制，當(dāng)交換器出水含二氧化硅量超過(guò)規(guī)定指標(biāo)，交換器即失效停運(yùn)進(jìn)行再生。

 

(三)雙室浮動(dòng)床離子交換器 

雙室浮動(dòng)床離子交換器由中間帶排水帽的隔板分成上、下兩室，按雙室浮動(dòng)床的樹(shù)脂配比，上室內(nèi)裝入強(qiáng)型樹(shù)脂，下室內(nèi)裝人弱型樹(shù)脂。雙室浮動(dòng)床同時(shí)結(jié)合了逆流再生和弱強(qiáng)型樹(shù)脂聯(lián)合的優(yōu)勢(shì)，它比普通逆流交換的固定床更充分地利用了交換器容積，樹(shù)脂層明顯增高，同時(shí)可以在更高的流速下運(yùn)行。這不僅提高了交換器的出力，同時(shí)也延長(zhǎng)了制水周期。再生時(shí)水流自上而下，可以使雙室浮動(dòng)床獲得較高的工作交換容量，較低的再生劑比耗和再生液排放濃度。雙室浮動(dòng)床的運(yùn)行程序與單室浮動(dòng)床相同，見(jiàn)圖3-20。 

 

(四)雙室浮動(dòng)床與雙室床離子交換器設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)(見(jiàn)表3-32) 

(五)雙室雙層浮動(dòng)床離子交換器本管路的改進(jìn) 

規(guī)范的浮動(dòng)床管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3-21 ( a）運(yùn)行實(shí)踐中有將ǿ2600雙室固定床改雙室雙層浮動(dòng)床的浮動(dòng)床簡(jiǎn)化管路系統(tǒng)見(jiàn)圖3-21(b)。規(guī)范的浮動(dòng)床離子交換器需要安裝倒U形排液管，修改后用排水閥門的開(kāi)度調(diào)整控制排液流量，保持床內(nèi)一定的壓力(即液位標(biāo)高)，是完全能達(dá)到同樣效果和目的的。再生操作要點(diǎn)是嚴(yán)格控制排液門開(kāi)度，確保床內(nèi)藥液位。具體操作為:失效落床后開(kāi)空氣門’，進(jìn)行預(yù)噴射，調(diào)整排液門開(kāi)度保持流量Q= 25m3 /h。待空氣門見(jiàn)水后關(guān)空氣門，穩(wěn)定后調(diào)整進(jìn)再生液門開(kāi)度和濃度，保持壓力不變進(jìn)行再生，再生液進(jìn)完后關(guān)其他閥門轉(zhuǎn)人置換程序。 

 

(六)雙室床與雙室浮床離子交換器操作注意問(wèn)題 

(1)需增設(shè)專門的清洗裝置進(jìn)行床體的清洗。

(2)運(yùn)行不宜中斷，否則將造成樹(shù)脂亂層，影響出水水質(zhì)和周期制水量。 

(3)為使上下室同時(shí)成床，需要較大的流速。 

(4)樹(shù)脂預(yù)處理，雙室床與雙室浮動(dòng)床設(shè)計(jì)的自由空間很小，樹(shù)脂*好采用體外預(yù)處理，如利用單獨(dú)的樹(shù)脂清洗罐進(jìn)行交叉浸泡等。這是由于用再生劑交叉處理時(shí)弱型樹(shù)脂的體積膨脹率可高達(dá)30 %~60%，如果雙室浮動(dòng)床像固定床那樣在床體內(nèi)預(yù)處理樹(shù)脂，將可能發(fā)生樹(shù)脂失效膨脹、脹破中間隔板的事故。但為了減少工作量亦可采用分步裝填的方法，具體步驟是:先根據(jù)樹(shù)脂膨脹率和需預(yù)留的自由空間裝人適量的樹(shù)脂對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，然后再綜合考慮樹(shù)脂的設(shè)計(jì)量和浮床能否成床兩個(gè)因素補(bǔ)加適量在體外經(jīng)過(guò)預(yù)處理的樹(shù)脂，*終使得樹(shù)脂總量不僅滿足設(shè)計(jì)要求而且能易于成床。