再生液自调控浮动床离子交换器在我厂的应用

1、再生液自调控浮动床离子交换器在我厂的应用丁玉辉（安徽淮化集团有限公司热电厂 232038）内容摘要 本文主要介绍了再生液自调控浮动床离子交换器的特点及其在我厂450t/h除盐水系统改造工程中的应用，并适用于大、中型水处理装置。关 键 词 再生液 自调控 浮动床离子交换器浮动床离子交换器具有运行流速高，单元设备产水量大，出水品质好，再生剂用量低，排出废液含有再生剂有效成份低，操作简单方便，占地面积小，工程投资小等一系列显著优点。浮动床离子交换器技术出现很早，但是只是近些年来才在各行业的大、中型水处理装置中得到广泛的应用。我厂目前已完成的将原有设计能力为150t/h除盐水系统不停产改造扩产为450

2、t/h除盐水工程项目就使用了浮动床离子交换器的技术,并生产出合格的一级除盐水，取得了显著的效果。本文将结合我厂这次450t/h除盐水改造工程概况介绍一下再生液自调控浮动床离子交换器这种先进水处理设备的结构特点、优点及除盐水系统方面的具体应用。1、再生液自调控浮床离子交换器的结构特点它是再生液自调控浮床离子交换器的结构同其它类型浮动床离子交换器的结构基本相同，由壳体、管系（管道、配件及有关仪表）、进水装置、出水装置、再生液分配装置、离子交换树脂和惰性白球及石英砂垫层所组成。我们在我厂450t/h除盐水改造工程中所使用的再生液自调控浮动床离子交换器与大多数普通的浮动床离子交换器的区别在于：大多数普

3、通的浮动床再生液装置是和其离子交换器的排水装置共同用一装置，即制水运行时作为出水装置；再生时作为再生液分配装置。这类装置的弊端就是出水和再生液流量差异较大，为610：1，故再生液分配不均，影响浮动床离子交换器的树脂再生效果和运行周期。为解决这一问题，直径大于2m的大型浮动床有的另外专设再生液分配装置，也有的采用316L材质制作成水帽型式的。但以上两种结构型式使装置趋于复杂，同时会啬制造、安装、检修等项工作困难，投资增加。而我厂在450t/h除盐水改造工程中所采用的再生液自用调控浮动床离子交换器虽然出水和再生液分配采用同一装置，但是，它却是在分配的各个支管中，按再生液分布要求需要每相隔一个支管加

4、装一浮球单向阀，来自动控制再生液的分配，使再生液分配均匀，以达到较好的再生效果。其正常制水运行时，所有支管畅通，经过树脂交换的水汇集于母管内送出；再生时再生液由母管分配于各支管，使部分带有浮球单向阀的支管自动关闭，另外部分支管按再生分布比例要求将再生液均匀分布在树脂上。其制水运行时既可满足大负荷运行，又可满足小负荷运行，并且能满足再生液分配均匀的要求，提高装置的再生水平。再生液自调控浮动床离子交换器另一项结构特点就是浮动床离子交换器底部进水装置采用了“金字塔”叠片结构，使其装置进水分布均匀，配合其顶部自调出水装置，即可保证正常出水负荷要求，也可以使再生和制水运行时配液均匀。再生液自调控浮动床离

5、子交换器上部装填有不同粒径的石英砂垫层，将“金字塔”型叠片进水装置完全覆盖在其中，其高度与大多数普通的浮动床离子交换器相当。在其中部装有浮动床专用树脂层，其树脂粒径的均一性较好，并且耐磨损性能好。其装填高度为：阳浮动动床离子交换器3500mm左右；阴浮动床离子交换器28003100mm。在其上部装填有圆柱状的惰性白球，其充填高度约为500mm左右，完全将浮动床离子交换器的圆弧支管包容在其中。圆柱状惰性白球由于比重小，只有500kg/m3，其湿真密度约为0.90g/mL，所以它总是浮在水和树脂的上面，可以阻挡树脂与出水支管滤网直接接触，防止破碎树脂堵塞滤网，由于它的尺寸大，一般约为1.21.4&

6、#215;2 所以运行中阻力小，和圆球状白球相比不易结块。对再生液来说，它又起到了再分配的作用，从而提高了再生液分配的均匀性，运行时也起到使出水均匀的作用。2.再生液自调控浮动床离子交换器的工作过程及优点2.1再生液自调控浮动床离子交换器的工作过程我厂在450t/h除盐水改造工程所采用的再生液自调控浮动床离子交换器的工作过程和浮动床离子交换器以及满床离子交换器的工作过程基本相同。浮动床离子交换器运行时被处理水自下而上通过树脂交换层，由于向上水流的作用树脂交换剂层全部被托起成悬浮状密实层，再生时再生液自而下通过树脂交换层，它属于逆流再生床的一种类型，其树脂分布状态和逆流再生固定床的树脂层分布状态

7、相同但方向相反，进水方向和再生液流动方向出与逆流再生固定床相反。我厂使用的再生液自调控浮动床离子交换器不能在其体内通过反膨胀进行清洗，必须定期将树脂移出体外去进行清洗，以清洗树脂层中的污垢。2.2再生液自调控浮动床离子交换器的优点再生液自调控浮动床离子交换器采取了浮动床离子交换器一样的运行方式，设备运行流速高，一般正常运行时流速为3050m/h，所以设备出力大。而一般的固定床运行流速只有1525m/h，因此可见相同直径的交换设备，浮动床离子交换器的出力可以增加一倍。阳浮动床离子交换器运行时最小流速为10m/h，最大流速可为60m/h；阴浮动床离子交换器运行时最小流速为7m，最大流速为60m/h

8、，因此浮动床离子交换器负荷调节范围大。浮动床离子交换器虽然运行时流速高，但是由于其在运行时的水力筛分，使得颗粒较小的树脂排列在床层的上部，颗粒较大的树脂则排列在床层的下部，进入浮动床离子交换器的水首先接触颗粒大的树脂，使得床层阻力较小，压差稳定。浮动床离子交换器在其高速运行状况出水水质好，这是由它的结构特点所决定的。因为被处理水中可交换的离子经过沸腾状的树脂层时，水与树脂接触的表面积很大，几乎为整个树脂表面积的百分之百，再者，由于浮动床离子交换器运行流速高，加快了离子交换过程中膜扩散速度，这些都利于交换过程的迅速完成；而且浮动的分配较其它类型的浮动床离子交换器再生液的分配更均匀，再生度更高，因

9、此使水中未被交换掉的离子得到了彻底的交换，因此其出水水质好。这是因为根据离子交换平衡理论，树脂的再生度越高，其出水水质就越好。由此可以看出，再生液自调控浮动床离子交换器不但具备了浮动床离子交换器运行流速高，设备出力大，负荷调节范围大，出水水质好的优点，而且略胜一筹，其系统出水电导率可以达到5us/cm以内。再生液自调控浮动床离子交换器采用的是逆流再生工艺，即再生时再生液的流向与被处理水的流向相反。所不同的是逆流再生固定床再生时再生液由下向上流动通过树脂交换层，并且当再生液流速过快时，就会发生和反洗一样的使树脂交换剂层松动乱层的现象，一旦出现这种乱层现象，就会严重影响其出水的质量和经济性。而再生

10、液自调控浮动床离子交换器则不一样，因为其在再生时再生液是由上向下流动的，而在失效时，下层是近乎完全失效的树脂交换层，上层是部分失效的树脂交换层，再生时上层树脂交换剂始终接触新鲜的再生液，因此再生度很高，加之再生液自调控浮动床离子交换器其在再生时再生液按比例分配，使再生液分布非常均匀，这样就使得浮动床离子交换器人的树脂交换层和再生液之间的交换比较充分，比一般的逆流再生固定床再生度要高，因此该种类型的浮动床离子交换器比逆流再生固定床的酸碱耗要低，约为理论酸碱耗的1.25倍左右，因此降低了水处理的酸碱耗，提高了其经济性，降低了水处理装置的运行费用。再者，由于再生液自调控浮动床离子交换器再生时其再生液

11、是由上向下流经树脂交换层，这样就绝不可能产生乱层现象，克服了逆流再生固定床易乱层的缺点。由于再生液自调控浮动床离子交换器只有再生置换洗和成床三个步骤，因此其操作简单。再者，由于它比逆流再生固定床少去小反洗、小正洗、正洗等清洗阶段，其清洗自用水大大减少；另外由于其置换是以浮支床离子交换器的上部往下洗，而再生液的比重比水重，其一直往下沉，因此清洗起来比较容量清洗，并且比较彻底，因而自用水量大大降低。我们在450t/h脱盐水改造工程中的自用水率大约只有6%左右，低于逆流再生固定床，据有关资料介绍要比逆流固定床节水40%左右。再生液自调控浮动床离子交换器另外一突出优点就是在运行中树脂交换层不会出现漏沟

12、、偏流现象。这是因为再生液自调控浮动床离子交换器在运行过程中，水是从下向上流动的，它的树脂交换层呈悬浮状态，当局部水流过高，趋于形在漏沟、偏流状态时，周围的树脂就会随水流涌向漏沟、偏流处自动填补这部份区域，能有效地防止由于漏沟、偏流而导致的泄漏增加和出水品质下降等现象，从而提高树脂交换层的利用率。3.再生液自调控浮动床离子交换器在我厂450t/h除盐水改造工程中的应用450t/h除盐水改造工程项目是我厂生产技术科自行设计、我厂自行施工安装的。该项目的特点是边生产边改造，在保证正常生产用水的情况下，利用原有设备，不停产将原设计能力为150t/h的除盐水装置改造成供水能力为450t/h的除盐水装置

13、，为此我们在这次改造工程中采用了再生液自调控浮支床离子交换器这一先进的水处理技术来保证出水能力和出水水质。具体做法是利用原有4台3000的单流机械过滤器，将其改造成4台再生液自调控阳浮动床离子交换器，为保证阳浮动床离子交换器 进水水质，我们在4台阳浮动床离子交换器前面增设了3台3000的高效纤维过滤器。二是将原有2500阴、阳顺流再生固定床离子交换器改造成5台2500的再生液自调控阴浮动床离子交换器。该改造工程设计工作于1999年11月份完成，工程施工从2000年3月开工，2001年6月底全部完工投入运行，达到出水能力450t/h和一级除盐水水质标准的要求，其出水电导率在5us/cm以内，Si

14、o2含量在100ug/h以内。4、再生液自调控浮动床离子交换器的操作4.1阳浮动床离子交换器的操作打开阳浮动床离子交换器全部进酸阀和排酸阀，开启喷射器入口水阀约2min左右，开启喷射器酸液阀，使得喷射器出口酸液浓度 为23%左右，进酸时间为80120min，再生液流速控制在57m/h.。关闭喷射器 酸液阀门继续用除盐水以57m/h的速度进行置换洗6090min，当阳浮动床离子交换器出水Na+等于400ug/l时，置换洗 结束，然后关闭喷射器的入口水阀和阳浮动床离子交换器的进排酸阀门。开上排水阀和进水阀，以1520m/h左右的流速把阳浮动床离子交换器顶起，然后打开出水阀关闭排水阀投入运行。注意阳

15、浮动床离子交换器运行时流速既不能过高也不能过低，过高易加速阳浮动床离子交换器内树脂的破碎，过低易造成阳浮动床离子交换器的落床，一般正常运行时阳浮动床离子交换器的流速控制在1030m/h范围内。当运行过程中阳浮动床离子交换器的出水Na+大于400ug/l时应立即停运。停运时应关闭出水阀，打开排水阀10sec后再关出水阀，使其充分落床，准备再生时待用。打开阴浮动床离子交换器全部进碱阀和排碱阀，开启喷射器入口水阀约2min左右，开启喷射器碱液阀，使得喷射器出口碱液浓度为45%左右，进碱时间为2040min，再生液流速控制在46m/h。关闭喷射器的碱液阀门继续用盐水以46m/h 的速度进行置换洗6090min，当阴浮动床离子交换器出水Si02100ug/l、电导率5us/cm 时，置换洗结束，然后关闭喷射器的入口水阀和阴浮动床离子交换器的进排碱阀门。4.2.3运行开上排水阀和进水阀，以1520m/h左右的流速把阴浮动床离子交换器顶起，然后打开出水阀关闭排水阀投入运行。注意阴浮动床离子交换器运行时流速既不能过高也不能过低，过高易加速阴浮动床离子交换器内树脂的破碎，过低易造成阴浮动床离子交换器的落床，一般正常运行时阴浮动床离子交换器的流速控制在630m/h范围内。当运行过程中阴浮动床离子交换器的出水SiO2400u