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陽(鈉)離子交換器
 



一、設備簡介:
    離子交換是水處理技術中常用的一種,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子的一種水處理設備,在水處理的應用方面廣泛,特別是高純水制取的必備設備。
    離子交換是通過離子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,是目前制備高純水工藝流程中不可替代的手段。
    離子交換器分為陽離子交換器、陰離子交換器等。
    當原水通過離子交換柱時,水中的陽離子和水中的陰離子(HCO-等離子)與交換柱中的陽樹脂的H+離子和陰樹脂的OH-離子進行交換,從而達到脫鹽的目的。陽、陰混柱的不同組合可使水質達到更高的要求。

二、工作原理
(1)陽離子交換器
    當原水進入裝有H型的陽離子交換樹脂的陽離子交換器,使水中含有的各種陽離子和離子交換樹脂上的H+發生如下反應:
                                  Fe3+3HR-→FeR+3H+
                                  Ca2++2HR-→CaR+2H+
                                  Mg2++2HR-→MgR+2H+
                                  Na++HR-→Na+H+
    上述反應的結果是水中的各種陽離子(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+,它和水中各種陰離子發生作用
生成各種酸類。
    如:H2SO4 H2CO3 HCI H2SiO3等
    由此可見,經陽-陰離子交換處理后,水中的各種離子幾乎除去,一般可除去水中含鹽量99%以上。
三、結構簡述
(1)進水裝置
    在交換器上部設有進水裝置使水能均勻分布。
(2)中排裝置
    中排裝置設置在陽(陰)樹脂和壓脂層的分界面上,用于排泄再生時酸(堿)廢液和進小反洗水,型式為DN500~600型中排為雙母管式:DN800~DN3200型為支管母管式,管上開小孔,管外包覆塑料窗紗及60目尼龍網各一層。材料均為1Cr18Ni9Ti。
(3)排水裝置
    DN1200及以下設備采用多孔板上裝設寶塔式ABS型濾水帽,DN1500及以上設備有多孔板上裝濾帽和砂墊層兩種形式,多孔板材按設備規格不同而異,DN500~DN600型用硬聚氯乙烯制作,DN800~DN3200型采用鋼襯膠。 另外,在交換器下部排水帽出,樹脂面處及 大反洗膨脹高度處各設視鏡一個,用以觀察體內工況。筒體上部設樹脂輸入口,在筒體下部近多孔板處設樹脂卸出口。樹脂的輸入和卸出均可采用水力輸送。

四、使用方法
(1)樹脂處理
    樹脂在未裝進交換器之前,首先應進行篩選,再用8~10%的NaCI溶液浸泡20小時,放掉食鹽水,用水沖洗樹脂,自至出水不呈黃色為止。或用5%的 HCI溶液浸泡2~4小時,放掉酸液后,用水沖洗樹脂至排水接近中性為止。將樹脂裝入設備到規定高度,樹脂裝好后進行一次反沖洗。
(2)運行
    設備內須保持一定高度的水墊層,以防止進水直接沖擊樹脂層上的壓脂層。 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,打開正洗排水閥(D5),至水質合格再轉入運行,即關閉正洗排水閥(D5),打開出水閥(D2)。
(3)再生
    當出水水質超過指標或產生了一定體積的脫鹽水后,離子交換器需進行再生,再生的步驟如下:
    (a)小反洗:再生前應對中間排液管上面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污物,即打開小反洗進水閥(D7)和反洗排水閥(D4),反洗流速一般為5~10米/時,時間約15分鐘。小反洗結束后,關閉小反洗進水閥(D7)及反洗排水閥(D4)。
    (b)進再生液:打開再生液閥(D6)及中間排液閥(D8),再生液由低部進入,廢液由中排口排出。為保證再生效果,應控制一定的再生液濃度及再生流速。
    (c)小正洗:在進再生液的過程中,有部分廢酸(堿)滲入壓脂層中,為了節省正洗耗水量及縮短正洗時間,在正洗之前,用小正洗的方法將這部分廢液洗去。小正洗時,打開進水閥(D1),然后打開中間排液閥(D8),水從中排安裝排出,流速控制在10~15米/時,時間約5~10分鐘。
(4)正洗
    小正洗結束后,關閉中間排液閥(D8),開啟正洗排水閥(D5)進行正洗,流速同運行流速,待出水水質符合要求時即關閉排污閥(D5),打開出水閥(D2)投入運行。
(5)大反洗
    由于交換劑被壓實、污染等會影響正常工作,所以在運行若干周期后必須進行一次大反洗,大反洗的間隔周期可根據本廠的進水濁度、出水質量、運行壓差和交換容量等情況而定,一般運行10~20周期進行一次,大反洗后交換劑層被打亂,為了恢復正常交換容量,在大反洗后的第一次再生時,再生劑要比正常時增加 0.5~1.0倍。大反洗時,打開大反洗進水閥(D3),閥門要由小到大,反洗強度控制在反洗視鏡的中心線為準,打開反洗排水閥
(D4)進行反洗。反洗時間約為10~15分鐘。

五.設備規范
(1)設計壓力:0.59MPa 試驗壓力: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)工作溫度:5~50℃
(4)出水品質:軟化水設備:硬度≤0.03ml/L 一級純水設備:電導率<10-3s/m
(5)進水濁度:≤5mg/L

 

 
 
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