混床是混合离子交换柱的简称,是针对离子交换技术所设计的设备。所谓混床,就是把一定比例的阳、阴离子交换树脂混合装填于同一交换装置中,对流体中的离子进行交换、脱除。由于阳树脂的比重比阴树脂大,所以在混床内阴树脂在上阳树脂在下。一般阳、阴树脂装填的比例为1:2,也有装填比例为1:1.5的,可按不同树脂酌情考虑选择。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行,再生时树脂不移出设备以外,且阳、阴树脂同时再生,因此所需附属设备少,操作简便。
混床处理工艺的设备包括混合离子交换器和体外再生设备。其中体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。树脂的分离再生工艺有三种。
设备优点
1、出水水质优良,出水pH值接近中性。
2、出水水质稳定,短时间运行条件变化(如进水水质或组分、运行流速等)对混床出水水质影响不大。
3、间断运行对出水水质的影响小,恢复到停运前水质所需的时间比较短。
4、回收率达到100%
应用范围
混床一般放置在电渗析器或反渗透装置之后(或直接应用于含盐量较低的水),对水进一步脱盐可制取较高纯水,广泛使用在电子、化工、医药、原子能、电力等行业。
构成及性能
混床外壳制作材质有玻璃钢、有机玻璃、不锈钢、碳钢、防腐等,外型为园柱型,直径Φ200—2500mm,产水量从0.5t/h—98t/h。阳床装载强酸阳离子交换树脂,阴床装载强碱阴离子交换树脂,装载高度一向在1000—2400 mm,小型滤帽式设备底部没有承托层,中大型设备底部有粒度不同多级别石英砂承托层,逆流再生固定床树脂顶层有200 mm厚石英砂压脂层。有机玻璃柱运行压力≤0.15MPa,其他材质的设备运行压力≤0.6MPa。阳床配备有酸箱、酸泵再生系统,阴床配备有碱箱、碱泵再生系统。
运行
本系统有两种进水方式:软化(软化器处理水)进水和初脱盐(反渗透处理水)进水,分别由各自的控制阀控制进水。
运行时,开初脱盐进水控制阀、进水阀、产水阀,其他阀们均应关闭!
反洗
关闭进水阀、产水阀;打开反洗进水阀、反洗排放阀,以10m/h反洗15min。然后,关闭反洗进水阀、反洗排放阀。静置,沉降5~10min。开排气阀、中排阀,部分排水至树脂层表面上10cm左右,关闭排气阀、中排阀。
再生
开进水阀、加酸泵、进酸阀、中排阀,以5m/s、200L/h对阳树脂进行再生,用反渗透产水对阴树脂进行清洗,维持柱内液面在树脂层表面上10cm。对阳树脂再生30min后,关进水阀、加酸泵、进酸阀,开反洗进水阀、加碱泵、进碱阀,以5m/s、200L/h对阴树脂进行再生,用反渗透产水对阳树脂进行清洗,维持柱内液面在树脂层表面上10cm,再生30min。
置换、混脂、冲洗
关加碱泵、进碱阀,开进水阀,上下同时进水对树脂进行置换、清洗。30min后,关进水阀、反洗进水阀、中排阀,开反洗排放阀、进气阀、排气阀,以压力0.1~0.15MPa,气量2~3m3/(m2·min),混合树脂0.5~5min。关反洗排放阀、进气阀,沉降1~2min。开进水阀、正洗排放阀,调节排气阀,灌水至柱内无空气后,关排气阀,对树脂冲洗。当电导率达到要求时,开产水阀,关正洗排放阀,开始制水。
树脂二次分离再生工艺
是将失效的混床树脂输送至树脂分离器(阳树脂再生器),完成水力分离后,将上层的阴离子交换树脂移送至阴树脂再生器。阴阳树脂分离面附近的混合树脂输送到混杂树脂塔,然后分别再生阴阳树脂。对于混杂树脂塔内的树脂,下一次再生时将被送回到树脂分离器(阳树脂再生器)内进行二次分离。在这里,树脂分离器同时作为阳树脂再生器。
锥体分离再生工艺
锥体分离再生工艺是将树脂分离器底部作成一锥体。该设备同时作为阴树脂再生器而不作为阳树脂再生器。失效树脂从混床输送到树脂分离器完成水力分层后,位于树脂分离器下部的阳树脂从锥体底部被输送到阳树脂再生器。由于树脂分离器底部为一锥形体,树脂分离界面的树脂很少,从而减少中间混合树脂的数量,提高分离效果。在输送阳树脂时,分离界面在自动控制时的自动检测常采用光电法或电导法。所谓光电法即采用光电计检测阴阳树脂颜色的深浅;而电导法则采用测量阴阳树脂输送水的电导变化,当充入W2气体的树脂输送水由阳树脂变为阴树脂时,其电导将变小。利用两种方式产生的信号变化来控制阴阳树脂界限。
阴阳树脂的单塔再生工艺
是将失效树脂从混床输送到树脂分离器内,失效树脂水力分层后,在分离器内同时对阴阳树脂进行再生。树脂分离器同时作为树脂再生器。该方式同补给水处理除盐混床完全相同。
混床再生
再生前的准备 :
1、检查失效混床各阀门关紧。
2、再生水箱高水位,混床酸、碱计量箱液位高。
3、一级除盐系统运行正常,压缩空气充足,并与值长联系准备用气。
4、压力表、流量表、温度表等投入正常运行。
再生操作
1、反洗分层
开混床总进水阀,反洗排水阀,反洗进水阀,使树脂到上窥视孔中心线,流量以不跑树脂为准,洗至出水透明,阴阳树脂可明显分层时,缓慢关反洗进水阀、反洗排水阀,使树脂完全沉降,阴阳树脂分层。当反洗分层不明显时应停止反洗,通过碱喷射器进少量碱,当用酚酿指示剂滴入排水样中有微红即可停止进碱。继续反洗至能明显分层。
2、放水项压
开启混床空气门,上排阀进行放水,至上排阀出水放尽(约树脂层上10cm左右)关空气门、上排阀。开启进酸阀、中排阀,启动再生水泵,开启泵出口阀,酸混喷射器进水阀,调整流量为10t/h,进行顶压。
混床阴树脂再生
开启进碱门,开启碱混喷射器进水门,调整流量到10t/h,开混床碱计量箱出碱门,喷射器吸碱门,调整吸碱门升度使碱液浓度为 2.0-2. 5%。迸 30 × 10-2质量分数的工业碱 450Kg后,关闭吸碱门,碱计量箱出口阀。
冲洗
继续用混床碱喷射器通水20min左右,当中排出水碱度小于0.5mmol/L时,方可进酸进行阳树脂再生。
混床阳树脂再生
开启酸混计量箱出酸门,喷射器吸酸门,调整酸液浓度在20-30%,流量为10-12t/h进 30 × 10-2质量分数的工业盐酸 400Kg左右,关闭酸计量箱出酸门及吸酸门。
冲洗
继续用酸喷射器通水20min左右,当中排出水酸度小于0•5mmol/L 小时,进行整体串洗。
混床树脂混合
开空气门,开上排阀,至上排阀出水将尽(树脂层上10cm左右),关上排阀,开启工艺用气阀及混床进气减压阀(压力在0.4-0.6MPa)进气约5分钟,若树脂混合仍不充分,则再进气2分钟,甚至重复几次。关工艺用气阀及进气减压阀。i.混合后大正洗开混床进水阀,开空气阀,等空气管溢流后关空气阀,开正洗排水阀,开始大正洗至出水含sio2<20微克/L,导电度<0.2us/cm时,大正洗结束关正洗排水阀,进水阀作备用或投入运行。
离子交换
离子交换是一种特殊的固体吸附过程,它是由离子交换剂的电解质溶液中进行的。按照所交换离子的种类,离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。
离子交换混床为深度脱盐设备,用于制造高纯水,产水电阻率为10-18MΩ?CM(25C),二氧化硅含量(SIO2)≤0.02mg/L, 混床分为单、双床、抛光床、双床可一用一备;可串联使用,以提高产水水质,有效利用树脂的交换容量;当生产用水量大时,可并联使用,运行相当灵活、方便。出水电导率由高精度电阻率仪监控。