第八章水的离子交换1

song1主要内容第一节火电厂热力系统介绍第二节锅炉补给水处理概述第三节、离子交换树脂第四节、离子交换树脂污染原因、预防措施及再生方法第五节、离子交换器及运行操作第六节、离子交换树脂除盐处理第七节、常见除盐系统工艺第八节、降低酸、碱耗的措施第九节、除盐处理有关计算第十节、再生系统及防腐现在是1页\一共有168页\编辑于星期四第一节、火电厂热力系统介绍现在是2页\一共有168页\编辑于星期四一、火电厂生产过程示意图现在是3页\一共有168页\编辑于星期四二、火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量中低压:

3.8MPa，435℃,

6\12\25\50MW，高压：

9.8MPa，540℃，50\100MW，超高压:13.7MPa，535/535℃，125\200MW，亚临界：16.2MPa，540/540℃，300\600MW，超临界：24MPa，538/566℃600\800MW，超超临界电厂：28MPa以上我国现正研制1000MW级的超临界机组工程热力学将水的临界状态点定义为：压力为22.115MPa,温度为374.15℃现在是4页\一共有168页\编辑于星期四三、热力发电厂水汽循环系统主要流程现在是5页\一共有168页\编辑于星期四现在是6页\一共有168页\编辑于星期四直流锅炉水汽循环系统主要流程现在是7页\一共有168页\编辑于星期四在发电厂中，锅炉、汽机及附属设备组成了热力系统，热力系统中的各种热交换部件或水汽流经的设备，如锅炉的省煤器、水冷壁管、过热器、汽轮机、各种加热器、除氧器和凝汽器等，统称为热力设备。水和蒸汽是热力设备中的工质，在热力系统中循环运行。水汽在热力系统循环过程中，总不免会有些损失，这些工质的损失是由于热力系统某些设备的排汽放水，管道阀门的漏汽漏水，水箱等设备的溢流或热水蒸发等原因造成的。为了维持热力系统正常水汽循环，要及时补充工质的损失。用来补充热力系统水汽损失的水叫做补给水。送进锅炉的水称为给水，给水一般由凝结水、补给水、疏水组成。现在是8页\一共有168页\编辑于星期四四、热力设备水汽系统中杂质的来源

补给水

凝结水泄漏

生产返回水疏水

给水系统金属腐蚀产物

药品不纯

减温器运行不正常

其它（金属腐蚀产物、安装检修遗留产物、破碎树脂、水处理中的微生物、细菌、连排运行不正常）现在是9页\一共有168页\编辑于星期四防止氧化铁水垢产生为例说明对补给水含铁量较高的，应进行混凝、澄清、过滤或专门的除铁工艺过程。生产返回水含铁量较高时，应进行除铁处理。疏水含铁量不合格时排放掉。凝结水应加覆盖过滤器或给水中加电磁过滤器。防止汽水系统的金属腐蚀。做好停炉、停机的防腐措施。加强炉内燃烧工况和水循环工况的管理，以防热负荷过高，及时清除炉内的结焦和结渣，搞好正常排污。炉内加配合剂处理。各个环节水汽质量化验监督现在是10页\一共有168页\编辑于星期四五、水中杂质对机组安全经济运行的危害1、在热力设备上形成水垢和水渣危害：传热效率低，多耗燃料，引起爆管事故，减少管内的流通截面积，破坏了水循环，增加了检修费用，发生垢下腐蚀，甚至使给水泵空转（直流炉）2、在蒸汽流通的设备管道中沉积盐类物质危害：导热性降低，造成过热汽爆管，流通截面积减少，造成气轮机效率降低，推力轴承烧毁，叶片和隔板磨损，增加汽轮机振动，沉积物造成主汽门和调速汽门卡涩失灵，沉积物下产生腐蚀。3、热力设备的侵蚀和腐蚀：危害：锅炉水冷壁的酸碱腐蚀，造成水冷壁的爆管，汽轮机的叶片腐蚀，会产生断裂，造成不可想象的事故，汽水管道和设备的腐蚀产物会形成水垢和积盐，凝汽器铜管的腐蚀造成凝汽器漏泄。现在是11页\一共有168页\编辑于星期四song12第二节、锅炉补给水处理概述现在是12页\一共有168页\编辑于星期四一、天然水中杂质的危害悬浮物胶体溶解物质不溶于水的颗粒物质d>10-4mm砂子、粘土、动植物腐败物质，用滤纸可分离危害造成沉积物堵塞管道使锅水化学腐蚀分子和离子的集合体10-6<d<10-4mm矿物质胶体，动植物分解产生的腐殖质处理使锅水起沫汽水共沸处理溶解盐溶解气体Ca、MgFeNa、K、Cl--O2、CO2增加锅水含盐量锅炉腐蚀、锅水起沫锅炉腐蚀水渣（锅水中悬浮）水垢（附着在受热面内壁）危害(离子d<10-6mm)(分子)锅炉房系统水处理污染树脂污染树脂危害危害混凝和过滤（净水厂）现在是13页\一共有168页\编辑于星期四song14锅炉水质处理蒸汽品质要求

锅炉对水质要求二、锅炉水质处理补给水处理锅内加药处理锅炉停炉保养给水处理凝结水处理现在是14页\一共有168页\编辑于星期四song15三、锅炉补给水水处理工艺水处理工艺原水净化处理软化处理除盐处理软化降碱处理一级复床+混床反渗透+混床一级除盐二级除盐反渗透+EDI一级复床反渗透现在是15页\一共有168页\编辑于星期四song16四、锅炉补给水处理工艺的确定锅炉补给水处理工艺确定蒸汽品质锅炉结构原水水质节能减排制水成本操作、维护工作现在是16页\一共有168页\编辑于星期四song17五、锅炉给水质量标准（GB/T12145－2008）

锅炉给水质量标准：给水的硬度、溶解氧、铁、铜、钠、二氧化硅的含量和氢电导率，应符合表2的规定：液态排渣炉和原设计为燃油的锅炉，其给水的硬度、铁、铜的含量，应符合比其高一级锅炉的规定。现在是17页\一共有168页\编辑于星期四硬度溶解氧铁离子铜离子钠离子二氧化硅形成水垢、水渣给水系统管道、省煤器腐蚀形成氧化铁垢、垢下腐蚀受热面、汽机叶片形成铜垢、腐蚀钠盐在过热器、汽机叶片积盐受热面、汽机叶片形成难溶的硅酸盐垢六、控制给水指标意义现在是18页\一共有168页\编辑于星期四song19

七、锅炉补给水质量标准

现在是19页\一共有168页\编辑于星期四song20第三节、离子交换树脂现在是20页\一共有168页\编辑于星期四现在是21页\一共有168页\编辑于星期四1、离子交换树脂的结构性能song22（1）结构固体球形颗粒，多孔网状结构；不溶于水；具有离子交换特性的有机高分子聚电解质。现在是22页\一共有168页\编辑于星期四song23

(2)组成

母体(骨架)活性基团固定离子可交换离子离子交换树脂苯乙烯(单体)+二乙烯苯(交联剂)功能基反应R—SO3HH2SO4母体固定离子可交换离子母体现在是23页\一共有168页\编辑于星期四song242、树脂分类（1）按选择性分阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂R—SO3H弱酸性阳离子交换树脂R—COOH强碱性阴离子交换树脂RNOH弱碱性阴离子交换树脂R—NH3OH凝胶型大孔型等孔型孔径5nm、少，溶胀度较大，水溶胀后呈凝胶状。孔径为20—100nm，溶胀度小，交换速度高，抗污染能力强。孔大、均匀，抗有机污染能力强。离子交换树脂离子交换树脂（2）按结构分现在是24页\一共有168页\编辑于星期四三、离子交换树脂的命名产品型号举例：001×7凝胶型苯乙烯系强酸阳离子交换树脂，交联度为7%，产品旧型号“732”；D311大孔型丙烯酸系弱碱阴离子交换树脂，产品旧型号为“703”。现在是25页\一共有168页\编辑于星期四第一位数字代表产品分类代号01234功能基强酸性弱酸性强碱性弱碱性螯合性第二位数字代表产品骨架组成代号0123456骨架类型苯乙烯系丙烯酸系酚醛系环氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系现在是26页\一共有168页\编辑于星期四song27四、离子交换树脂的主要性能1、物理性能：

(1)外观—判别树脂类型、树脂污染程度

离子交换树脂一般均呈球形，是一种透明或半透明的物质，依其组成不同颜色各异。凝胶型树脂：一般是透明或者半透明大孔型树脂：为不透明或者微透明凝胶型苯乙烯树脂：阳树脂—浅黄色至近黄色阴树脂—浅黄色，比阳树脂淡树脂使用后颜色变化：浅黄色红色棕色黑色大孔型苯乙烯树脂：阳树脂—一般为淡褐色阴树脂—可为白色至各种浅黄褐色聚丙烯酸系树脂：乳白色或浅黄色

现在是27页\一共有168页\编辑于星期四现在是28页\一共有168页\编辑于星期四song29(2)粒度—判别离子交换树脂的粒径范围和不均匀程度的指标水处理的树脂颗粒粒径：一般为0.3~1.2mm

细颗粒：0.4~0.6mm

大颗粒：08~1.0mm

电厂要求：a、颗粒均匀——布水均匀

b、细颗粒——强度高、交换容量大树脂颗粒的大小对水处理工艺过程有较大影响：颗粒大——交换速度慢、强度低易破碎颗粒小——水通过树脂层的压力损失大现在是29页\一共有168页\编辑于星期四song30

(3)密度—单位体积树脂所具有的质量。g/ml

树脂的密度有以下几种表示方法：

①湿真密度：树脂在水中经过充分膨胀后的密度。

意义：影响树脂在水中的沉降性。此数值一般在1.04～1.3g/ml之间。阳树脂的湿真密度通常比阴树脂的大些。

②湿视密度湿视密度：树脂在水中充分膨胀后的堆积密度

意义：计算离子交换器中湿树脂的装载质量。离子交换树脂的湿视密度一般在0.60～0.85g/ml之间。

③干真密度：干燥状态下树脂本身的密度。

现在是30页\一共有168页\编辑于星期四song31现在是31页\一共有168页\编辑于星期四song32（4）含水率—含水原因：化合水、游离水和表面水。含水率通常以每克湿树脂（除去表面水分后）所含水的百分数来表示：一般树脂交联度在7%左右时，含水率为45～55%。树脂在使用过程中，如含水率发生变化，说明树脂结构可能遭到破坏。对于含有一定活性基团的离子交换树脂来说，含水率可以反映树脂的交联度和孔隙率的大小。含水率大，就表示孔隙率大，交联度低。含水率的意义：

官能团极性越大，含水率越高（1）新树脂：交联度越大，密度越大，含水率越低树脂骨架破坏，交联度降低，含水率升高（2）旧树脂：官能团脱落，亲水性下降，含水率下降现在是32页\一共有168页\编辑于星期四song33（5）溶胀性—树脂体积发生变化的性质绝对溶胀性：干树脂→湿树脂——体积变大。相对溶胀性：湿树脂转型——体积发生变化。树脂的溶胀性：与树脂的交联度、交换基团的电离度、水合离子半径及水溶液中反离子浓度、树脂的交换容量等因素有关：①交联度越小，溶胀率越大。②活性基团电离↗，树脂的溶胀率↗，如强酸＞弱酸。③交换容量↗，其溶胀率↗。交换容量高意味着水合离子多，树脂必然溶胀程度大。④溶液浓度的影响：当溶液中电解质浓度↗，树脂的溶胀率↙。（渗透压加大，双电层被压缩）⑤可交换离子价数↗，溶胀率↙；可交换离子的水合能力↗，溶胀率↗。对于强酸性和强碱性离子交换树脂，溶胀率大小的次序为：强酸性阳树脂：由Na型转变为H型时，体积增加约5%～7%强碱性阴树脂：由Cl型转为OH型时，体积增加10%左右。树脂的溶胀现象可以导致塑料、有机玻璃交换柱体的破坏，使用中必须注意。树脂的交换和再生，经历成百上千次的缩胀变化，会促使树脂颗粒破裂。在生产中，减少树脂的再生次数，可处长树脂的使用寿命。现在是33页\一共有168页\编辑于星期四song34现在是34页\一共有168页\编辑于星期四song35（7）机械强度—耐磨力、抗渗透冲击性及物理稳定性机械强度低：树脂颗粒破裂，降低使用寿命。一般：保证每年的耗损率不超过3～7%。意义：影响其实用性能的指标。评价标准：磨后圆球率，渗磨圆球率。（8）热稳定性—耐热性，热分解、破裂

通常：①酚醛型阳树脂只能在常温下使用②Na型苯乙烯阳树脂可在＜120℃下使用③H型苯乙烯阳树脂可在＜100℃下使用④OH苯乙烯强碱性阴树脂可在＜60℃下使用⑤Cl苯乙烯强碱性阴树脂可在＜80℃下使用⑥弱碱性阴树脂可在＜80℃下使用提高水温能同时加快内扩散和膜扩散，离子交换设备运行时，一般水温保持在20~40℃。当天气温度＜0℃，因孔眼中水分结冰，会使树脂颗粒因体积膨胀而破裂。因此，在冬天应做好防冻措施。现在是35页\一共有168页\编辑于星期四song36(9)交联度—将树脂的骨架用交联法形成一个巨大分子网交联度（简写DVB）：是指交联剂在离子交换树脂内所占的质量百分数

例如，聚苯乙烯树脂的交联度为8%DVB，它的意义是这种树脂合成时单体中苯乙烯占92%，二乙烯苯占8%。

低交联度为2%~4%，中交联度为7%~8%，高交联度为12%~20%离子交换树脂的交联度与其许多性质(溶解度、交换容量、膨胀性、选择性、含水量，稳定性等)都有关系A.树脂交联度愈低，树脂的交换容量、膨胀率、含水率等愈大，而强度降低B.树脂交联度愈大，树脂的强度提高，而交换容量、膨胀率、含水率等降低。C.对于同类型的树脂，交联度也影响交换容量：交联度小的树脂，交换容量大；交联度大的树脂，交换容量反而小。D.树脂交联度愈大，交换速度相应就慢。

现在是36页\一共有168页\编辑于星期四song37常用离子交换树脂基本性能现在是37页\一共有168页\编辑于星期四song382、化学性能：（1）离子交换反应的可逆性离子交换反应的可逆性：使离子交换树脂可以反复使用的重要性质例如，氢型树脂在除盐阶段的反应是：当交换树脂失效后，为了恢复其交换能力，可用酸进行再生，反应是：除盐时：由于交换下来的H+不断排走，使反应能不断向右进行再生时：由于H+浓度大，交换出的Ca2+不断排走，使反应不断向左进行现在是38页\一共有168页\编辑于星期四（2）酸、碱性

离子交换树脂属于高分子电解质，它们在水中能发生电离。

H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质酸、碱相同，在水中有电离出H+和OH–的能力。例如，H型树脂在水溶液中电离：（电离度大）（电离度小）OH型树脂在水溶液中电离：（电离度大）（电离度小）

由于树脂酸（碱）性强弱不同，使得不同类型离子交换树脂有效地进行离子交换反应的pH值范围也有所不同。各种类型树脂有效pH值范围

现在是39页\一共有168页\编辑于星期四(3)中和与水解

离子交换树脂的中和与水解性能和通常的电解质一样。

离子交换过程中可发生类似于电解质水溶液中的中和及水解反应。

H型树脂与碱作用：R-SO3H+NaOH→R-SO3Na+H20OH型树脂与酸作用：R-NH3OH+HCl→R-NH3Cl+H20盐型树脂水解：R-NH3Cl+H20→R-NH3OH+HCl现在是40页\一共有168页\编辑于星期四3、离子交换树脂的交换容量

交换容量

单位体积湿树脂(容量表示法)或单位重量干树脂(重量表示法)可发生交换的活性基团数量。

容量表示法EV：mmol/ml、mol/l。

重量表示法EW：mmol/g、mol/kg。

EV=EW×[湿比重×(1-含水率)全交换容量：单位体积或重量树脂中含可交换基团的总数。

离子交换树脂全交换容量的大小与树脂的种类和交联度有关。弱酸性(或弱碱性)树脂比强酸性(或强碱性)树脂。对于同一种交换树脂来说，交联度一定时，它是一个常数，可以用化学分析的方法测定。一般树脂出厂质量证明书中，大都用质量单位来表示全交换容量。工作交换容量：工作交换容量（E工）：树脂在给定工作条件下所具有的交换能力。mmol/L或mol/m3（∵树脂是装在容器内，在湿态下工作∴E工用体积交换容量表示)。由于影响工作交换容量的因素很多，因此即使是相同的交换树脂，它也并非是个常数。现在是41页\一共有168页\编辑于星期四E工的测定：可在模拟离子交换树脂实际工作条件下测定，也可按下式计算：式中C进、C出—分别为进水离子浓度和出水离子浓度，mmol/L；V水—周期制水量，m3；V树脂—交换树脂的体积，m3

注意：E工表示树脂的工作交换容量时，注明工作条件、再生条件和终点控制标准。一般为E工=60～70%E全。它可以用下式计算：q工=q′v(R初–R残) 式中：q工——树脂工作交换容量，mmol/L；q′v——树脂体积全交换容量，mmol/L；R初——整个树脂层平均初始再生度；R残——整个树脂层平均残余再生度。树脂的工作交换容量除了和树脂本身的性能有关以外，还和工作条件有关。工作条件包括下列内容：树脂开始工作的状态，即树脂的再生度。对给定的树脂层，再生度与再生前树脂层的离子成分及分布情况有关，也与再生条件（再生剂种类、浓度、用量、再生液温度、流速、配制再生液用水质量等）有关。现在是42页\一共有168页\编辑于星期四影响工作交换容量的因素1）影响R初的因素它包括水源的成分、杂质浓度、温度、流速及对出水水质要求、树脂层高度、运行方式、设备结构的合理性等。A、树脂的酸碱性弱型树脂对氢离子或氢氧根离子的亲和力最大，所以它的再生度比较高；强型树脂则相反，再生度较低。Ⅱ型强碱树脂的碱性比Ⅰ型强碱树脂的弱，所以在一般再生状况下，它的再生度较高，初始容量也较高。B、再生剂用量再生剂用量越大，树脂的再生度越高，但随着再生剂用量的增大，再生度增加的幅度越来越小，最后趋于平稳。C、再生剂纯度树脂再生度与再生剂的纯度有关。从离子交换平衡可知，再生剂纯度越高，再生度也越高。D、再生液温度再生液的温度会影响选择性系数和离子交换的速度，从而影响再生度。强碱树脂的再生温度还会影响硅的聚结程度，从而影响其再生程度。E、再生液流速为了保证树脂和再生液有足够的接触时间，必须限制再生液流速。为了防止在再生过程析出硫酸钙沉淀和产生胶体硅，又必须保证足够的再生液流速（为此，往往降低再生液浓度，以保证足够的再生时间和再生流速）。F、再生液浓度在保证足够的再生时间，且不会析出沉淀和形成胶硅的情况下，较浓的再生液对树脂获得较高的再生度是有利的。G、失效树脂的离子组成不同离子的选择性不同，在同样再生条件下，失效树脂的离子组成不同，再生度也不同。现在是43页\一共有168页\编辑于星期四（2）影响R残的因素1、水中离子总量

水中欲被去除的离子总量越大，工作层高度越高，残留再生度也越高。2、水中离子组成

欲被去除的离子和树脂的亲和力越大，树脂残留容量就越低。这对再生不利，因此，对于一定的工艺（如逆流、顺流）和一定的再生工况，水中反离子的组成在某一比例下有最大的交换容量。同名离子（和欲被去除离子电荷相反的离子）中能和树脂上取代下来离子形成解离物质的离子（如HCO3-、H+）比例越大，越有利于交换，残留容量就越小。3、运行流速

根据离子交换速度可知，运行流速对弱型树脂的离子交换过程影响较大，其工作层高度随流速的提高而增加，因而残留容量也随着增加。强型树脂的残留容量受流速影响较小。4、运行水温

和运行流速一样，温度对弱型树脂的离子交换影响较大，运行水温越高，残留容量就越低。(3)树脂层高度从整个树脂层看，残留容量的分布是不均匀的。出水端处工作层内树脂的残留容量最多。在一定条件下运行时，工作层高度和树脂层高度有关。因此，树脂层高度越大，工作交换容量就越大。(4)树脂的性质除了树脂层高度以外，上述的每一项都和树脂本身的性质有关，它包括树脂的体积全交换容量、选择性系数和动力学性质（这些均已在前面作过介绍）。现在是44页\一共有168页\编辑于星期四影响工作交换容量的因素：

①交换树脂的粒度。体积相同的同种离子交换剂，颗粒越小，其比表面积就越大，交换容量也就越大。但颗粒过小，水流通过交换剂层的压力损失较大，将影响交换器出力。②交换剂层高度。交换树脂层越高，交换剂的利用率越高，工作交换容量越大。因此交换器的交换剂层高一般不能低于0.8m。③原水水质。在同样的流速下，原水的含盐量、硬度及Na+含量增高，工作交换容量将下降。另外，交换器交换终点的控制指标及标准，也会影响工作交换容量。④离子交换器的构造。交换器的布水分配是否均匀、交换器直径与交换剂层高的比例、再生的方式等都对工作交换容量有一定的影响。一般直径与高度之比值小，工作交换容量大；逆流再生比流再生工作交换容量大。⑤运行条件。运行时的流速和温度对工作交换容量影响很大：如交换树脂层高度为1.5m的交换器，当运行流速由10m／h上升至30m／h时，工作交换容量将降低10％～15％；提高温度，能加快离子交换速度，从而提高工作交换容量。因此，在产水和再生过程中，适当地控制流速和提高温度，都将是有利的。⑥溶液的酸碱性。溶液的酸碱性对树脂反应过程有较大的影响。例如：对于阳离子交换树脂，当溶液的pH值降低时，会使树脂的酸性基团活动性下降，其工作交换容量也会随之降低；而对于阴离子交换树脂，当溶液的pH值降低时，却能加速树脂中碱性基团的离解，从而提高其工作交换容量。反之，若溶液的pH值增大，则会降低阴树脂的工作交换容量。在除盐系统中，通常都将阴离子交换放在氢型离子交换之后，其原因之一，便是为了提高阴树脂的工作交换容量。⑦再生程度。交换剂的再生程度，对其工作交换容量有很大的影响。如经充分再生，可得到最大的工作交换容量。但在实际应用中，若为了使交换树脂充分再生，而耗费过多的再生剂，也是不经济的。一般应选择合适的再生比耗，既能使交换树脂得到较好的再生，又不消耗过多的再生剂，这时的交换容量称为实用工作交换容量。⑧交换树脂。交换树脂本身质量差，如运行中受悬浮物、有机物、Fe3+和残余氯污染等都会大大降低树脂的工作交换容量；弱酸性(或弱碱性)树脂比强酸性(或强碱性)树脂工作交换容量大1～2倍。对重碳酸盐硬度和强酸根阴离子高的原水，采用联合水处理工艺会提高工作交换容量，并大大延长运行周期。现在是45页\一共有168页\编辑于星期四离子交换器在运行过程中，工作交换能力降低的主要原因新树脂开始投入运行时，工作交换容量较高，随着运行时间的增加，工作交换容量逐渐降低，经过一段时间后，可趋于稳定。出现以下情况时，可导致树脂工作交换能力的下降。（1）交换剂颗粒表面被悬浮物污染，甚至发生黏结。（2）原水中含有Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子，使交换剂中毒，颜色变深。长期得不到彻底处理。（3）再生剂剂量小，再生不够充分。（4）运行流速过大。（5）树脂层太低，或树脂逐渐减少。（6）再生剂质量低劣，含杂质太多。（7）配水装置、排水装置、再生液分配装置堵塞或损坏，引起偏流。（8）离子交换器反洗时，反洗强度不够，树脂层中积留较多的悬浮物，与树脂黏结在一起，形成泥球或泥饼，使水偏流。现在是46页\一共有168页\编辑于星期四song475、离子交换树脂的选择性离子交换树脂吸着各种离子的能力不一，这种性能称为离子交换树脂的选择性。选择性：与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系，同时也受离子浓度和温度的影响一般优先交换电荷高的离子，相同电荷离子中优先交换原子序数大的、水合半径小的离子。树脂在常温、低浓度水溶液中：*离子电荷愈多，愈易被交换*原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换：

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>Li+SO42->NO3->Cl->HCO3->HSiO3-*H＋和OH－的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。对于强酸阳树脂：H+>Li+

而对于弱酸阳树脂：H+>Fe3+现在是47页\一共有168页\编辑于星期四song48常见离子的选择性交换次序如下：同种交换剂对水中不同离子选择性的大小，与水中离子的水合半径以及水中离子所带电荷大小有关；不同种的交换剂由于交换换团不同，对同种离子选择性大小也不一样。下面介绍四种交换剂对离子选择性的顺序：

(1)强酸性阳离子交换剂，对水中阳离子选择顺序：

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+≈Na+>H+(2)弱酸性阳离子交换剂，对水中阳离子的选择顺序：

H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+

≈Na+

从上述选择顺序来看，强酸性阳离子交换剂对H+的吸着力不强；而弱酸性阳离子交换剂则容易吸着H+。所以，实际应用中，用酸再生弱酸性阳离子交换剂比再生强酸性阳离子交换剂要容易得多。

(3)强碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序：

SO42－>NO3－>Cl－>OH－>F－>HCO3－>HSiO3－

(4)弱碱性阴离子交换剂，对水中阴离子的选择顺序：

OH－>

SO42－>NO3－>Cl－>HCO3－

从阴离子交换剂的选择性来看，用碱再生弱碱性阴离子交换剂比再生强碱性阴离子交换剂容易。弱碱性阴离子交换剂对交换HCO3－能力很差，对HSiO3－不能交换。因此，弱碱性阴离子交换剂用于除掉水中强酸根离子。根据以上顺序可以看出，对于强酸性阳树脂，最先漏出的离子是Na+，对于强酸性阴树脂，最先漏出的是HSiO3－，故一般通过监测钠离子和硅酸根的量来判断交换器失效终点。现在是48页\一共有168页\编辑于星期四

6、根据锅炉水处理的要求选择离子交换树脂考虑因素在采用离子交换法进行水处理时，其离子交换树脂的性能，对水处理过程有着决定性的影响。因此，通常要根据原水中离子的组成和处理后水质的要求，通过技术经济比较，合理地选择离子交换树脂，使树脂在生产中发挥最大的效能。根据锅炉水处理的要求，离子交换树脂的选择一般从以下几方面进行考虑：①树脂的交换容量和机械强度交换容量越大，同体积的树脂所能交换的离子就越多，处理的水量相应地也就越大，要尽量选择交换容量大的树脂。在同一类型树脂选择时，不应单纯追求交换容量而忽视树脂的强度。一般在同类型的阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中，弱酸（碱）性阳（阴）离子交换树脂，比强酸（碱）性阳（阴）离子交换树脂的交换容量要大，可是机械强度一般却比较差。对于同类型的树脂，交联度也影响交换容量，一般交联度小的树脂，交换容量大；交联度大的树脂，交换容量反而小。②水处理设备的类型③出水水质现在是49页\一共有168页\编辑于星期四song50⑤去除离子的性质在离子交换水处理的过程中，根据原水中要去除的离子性质来选择树脂，既可以充分利用树脂的性能，又可以使原水得到净化。A、当只需要去除水中交换吸附性能比较强的离子时，应当尽量选用弱酸性或弱碱性树脂。例如：对原水进行软化处理时，如果原水中的碳酸盐硬度大（特别是碱性水），则选择弱酸型树脂进行软化处理就要经济得多。因为：无论是强酸性树脂，还是弱酸性树脂，对原水中交换吸附性能强的阳离子（如Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）都有比较强的交换能力，而从选择性顺序可以看出，当用酸再生阳离子交换树脂时，以再生弱酸性树脂最为容易，也最为经济。在生产中，甚至可以用再生强酸性树脂后的废酸来再生弱酸性树脂。B、当必须去除水中吸附性能比较弱的阳离子（如K+、Na+）或阴离子（如HCO3－、HSiO3-）时，用弱酸性或弱碱性树脂就很困难，甚至不可能进行交换反应，此时必须选用强酸性或强碱性树脂。

C、在处理高硬度或高盐分的原水时，在用强酸性树脂进行处理之前先进行弱酸型树脂处理，而在用强碱性树脂进行处理之前先进行弱碱型树脂处理，这在生产中是合理的，也是经济的。现在是50页\一共有168页\编辑于星期四song516、常用离子交换树脂选用的离子交换树脂主要有:强酸阳离子交换树脂001×7、001×7FC、001×7MB;强碱阴离子交换树脂201×7、201×7FC、201×7MB;弱酸阳离子交换树脂D113、D113FC;弱碱阴离子交换树脂D301、D301FC;大孔强酸阳离子交换树脂D001;大孔强碱阴离子交换树脂D201;多用于高速混床的国外进口树脂Amberlite252H、Amberlite900SO4、Dowex650C、Dowex550A。现在是51页\一共有168页\编辑于星期四song52第四节、离子交换树脂被污染的原因预防措施及再生方法现在是52页\一共有168页\编辑于星期四song531、离子交换树脂的预处理新的离子交换树脂为什么要预处理：（1）工业产品的树脂中，常含有一些过剩剂及反应不完全而生成的低聚物和某些重金属离子，如在使用前不除去这些物质，就可能在使用初期污染出水质量。（2）为贮存和运输安全方便，生产厂家都把强型树脂转变成（盐）型。例如，强酸性树脂转变成（Na）型，强碱性阴树脂转变成（Cl）型。对弱型树脂大多（保持H或OH）型。在使用前应进行转型处理：阳树脂转型为H+,阴树脂转型为OH-。（3）新树脂在储存、运输中可能导致树脂失水、破碎。如果把已经失水干燥的树脂直接进到水里，会导致树脂过度膨胀而开裂。经预处理后，可以提高树脂的稳定性，预处理工作一般在交换器内进行，树脂预处理的程序如下所述：钠离子交换树脂：如果离子交换树脂没有失水，先反洗水，再正冲洗至硬度合格即可。注意：新的阳树脂出厂由H+转型为Na+，如果转型不彻底，很有可能有H+型存在，出水有可能是酸性。如出水pH值＜7，可以用盐再生一次。阳离子交换树脂：饱和盐水浸泡10～20小时→清洗→2～4%NaOH浸泡4～8小时→清洗→5%盐酸浸泡4～8小时→清洗→待用。阴离子交换树脂：饱和盐水浸泡18～20小时→清洗→5%盐酸浸泡4～8小时→清洗→2～4%NaOH浸泡4～8小时→清洗→待用。现在是53页\一共有168页\编辑于星期四song542、离子交换树脂被污染的原因、预防措施及再生方法离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换能力大等优点，因而在锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中得到了广泛的应用。但在使用过程中，常出现清洗水不断增加，出水水质差，周期性制水量不断下降，颜色变深，树脂交换容量不断下降等现象。根据以上现象，可认定为树脂受到污染。如果不及时采取合理措施使其再生，就会造成树脂失效，甚至报废，影响正常生产。树脂的污染——离子交换树脂在使用过程中，由于有害杂质的浸入，使树脂的性能明显变坏的现象，称为树脂的污染。树脂的“中毒”——树脂的结构无变化，仅仅是树脂内部的交换孔道被杂质堵塞或表面被覆盖、或交换基团被占用，致使树脂的交换容量明显降低、再生困难，这种现象称为树脂的“中毒”。树脂的“复苏”——通过适当的处理可以恢复树脂交换能力的处理过程，称为树脂的“复苏”。树脂的“老化”——树脂的结构遭到破坏，交换基团降解或交联结构断裂，树脂的这种污染一般是无法进行复苏的，是一种不可逆转的污染，所以又称为树脂的“老化”。。下面介绍树脂的常见的几种污染及复苏方法：现在是54页\一共有168页\编辑于星期四song551.铁污染（1）污染原因铁污染是离子交换树脂最常见的污染。铁可以通过不同的途径进入离子交换装置。例如，水源是含铁地下水或被铁污染的地表水，进水管道或交换器被腐蚀产生铁化物，再生剂中含有铁杂质等。铁污染一般有两种情况：最常见的是以胶态或悬浮铁化物形式进入交换器，由于树脂的吸附作用，在其表面形成一层铁化物的覆盖层，而阻止水中的离子与树脂进行有效的接触；另一是以亚铁离子进入交换器，与树脂进行交换反应，使Fe2+占据在交换位置上，Fe2+离子容易被氧化成高价铁化合物，沉积在树脂内部，堵塞了交换孔道。如果铁化物在树脂上附着时间愈长，就愈难以去除。铁对强碱性阴树脂也同样会产生污染。这是由于水中含有大分子有机物时，容易与铁形成螯合物，即所谓有机铁，它可以与阴树脂进行交换反应，集结在交换基团的位置上，堵塞了树脂的交换孔道，使工作交换容量和再生交换容量下降，并增加树脂破损的可能性。在某种情况下，强碱性阴树脂的铁污染要比阳树脂严重。例如在化学除盐系统中，阳树脂是用酸来再生的，这就起到了复苏作用。而阴树脂就没有这样的条件，所以铁污染就愈来愈严重。现在是55页\一共有168页\编辑于星期四song56（2）铁污染鉴别方法被铁污染的树脂从外观上看，颜色明显变深，甚至呈黑色。准确的鉴别方法是测定水中的含铁量，其操作方法是将污染树脂用清水洗净，浸泡在食盐水中再生半小时左右，倾去盐水，再用蒸馏水洗涤2～3次，从中取出一部分树脂放入试管或玻璃瓶中，加入2倍于树脂体积的6mol/L盐酸，盖严振荡15分钟；取出酸液注入另一试管中，滴入饱和的亚铁氰化钾溶液，从试液生成普鲁士蓝的颜色深浅（由淡蓝至棕黑色），可以判断树脂被铁污染的程度。必须指出，铁污染仅仅降低了树脂的工作交换容量，而对全交换容量几乎没有影响。所以只用测定树脂的交换容量方法，是不能准确鉴别这种污染，因为在用此法测定中用过量食盐溶液再生时，铁已被解吸，树脂的交换容量一部分已得到恢复。（3）复苏方法树脂表面附着的铁化物，可采用连二亚硫酸钠Na2S2O4还原法，即用4%的Na2S2O4溶液浸泡4～12小时，也可以配合EDTA、三乙酸铵和酒石酸等络合剂进行综合处理。树脂内部积结的铁可用10%的盐酸浸泡5～12小时，或配合其它络合剂协同处理。在处理过程中可辅以吹气、超声波及磁场等。强碱性阴树脂用酸复苏前必须转变成氯型，这不仅是避免浪费酸量，更为重要的是防止在交换器内发生中和反应时放热而损坏树脂。但弱碱性树脂无此问题。（4）预防措施加强水处理设备的防腐工作，避免铁的腐蚀产物进入交换器内。尤其是食盐或酸的再生设备极易发生腐蚀，也是树脂被铁污染的主要途径，因此必须采取有效的防腐措施。含铁地下水不能直接进入交换器，必须进行除铁处理。以自来水为水源时，因流经较长的管线，也会携带一些铁的腐蚀产物，所以应设置过滤器。碱再生剂一定要纯净。现在是56页\一共有168页\编辑于星期四song572、铝、钙污染（1）铝污染天然水中铝的含量极微，如果应用铝盐进行水的混凝处理时，因沉淀或过滤效果不好而进入交换器内的铝化物絮凝体容易覆盖在树脂的表面，使离子交换过程受到限制。如果铝以离子形式进入交换器时，由于Al3+与树脂的交换基团有很强地吸附能力，被紧紧地固定在交换位置上，用食盐溶液再生则难以去除。因此，树脂的交换位置就会不断减少，工作交换容量也随之下降。（2）钙污染阳离子交换树脂用硫酸再生时，就有可能产生硫酸钙的污染。因硫酸再生时，水中的SO42-和Ca2+的离子积几乎超过硫酸钙的溶度积，即[Ca2+][S042-]>Ksp。但在交换器的正常操作条件下，如一定的再生剂的浓度、温度和流速的限制，可以产生过饱和现象；然而，当这些条件发生变化时，就有可能产生硫酸钙的沉淀，覆盖在树脂表面上。当再生完毕后，投入运行时，这些沉积物便不断地发生溶解，产生Ca2+和S042-过早泄漏。这种污染称为硫酸钙污染。此外，石灰软化处理系统或用硬水配制再生剂时，树脂还容易受到碳酸钙的污染。（3）复苏方法通常用10%的盐酸配合络合剂对污染树脂进行反洗。盐酸用量可按每升树脂加300克浓盐酸（浓度为33%）计。当树脂污染严重时，可将盐酸用量增加到500克/升树脂。现在是57页\一共有168页\编辑于星期四song583、油污染（1）原因及危害润滑油、脂类及蛋白质等有机物，经常存在于地表水中。在水处理系统中由于设备不严密也会渗入一些油脂。这种水进入交换器对阳树脂会产生污染。油脂在树脂表面形成一层油膜，严重影响树脂的交换功能，降低交换容量，并使树脂粘结在一起，导致树脂层水流不均匀，产生偏流和使出水水质变差。另外由于树脂表面存在油膜，使树脂的浮力增大，造成反洗流失。（2）鉴别方法油脂污染的现象是树脂的颜色由棕变黑，类似于铁污染，所以从外观上不易辨清。简易的鉴别方法是将树脂放入试管中，注入2倍于树脂体积的水，经激烈振荡后，观察水面是否出现“彩虹”（油珠反射形成的光谱）来判断。（3）复苏方法用5～8%的NaOH溶液，或与Na2CO3的混合液，对交换器内的树脂进行循环式反洗。如果将清洗液的温度提高到40℃或辅以压缩空气擦洗则更为有效。必须指出，在碱洗除油前须将树脂转变为Na型，以免在树脂表面生成Mg(OH)2或CaCO3沉淀，造成第二次污染。现在是58页\一共有168页\编辑于星期四song594、硅污染（1）污染原因阴离子交换树脂容易产生硅污染，造成这种污染的原因是由于阴离子交换器再生过程控制不好，致使强碱性阴树脂吸着的可溶性硅化物HSiO3-水解成为硅酸，逐渐聚合成胶体状态的硅化物。HSiO3-+H20--→H2SiO3+OH-nH2SiO3--→[SiO2]n+nH2O这些胶态化合物，堵塞了树脂内的交换孔道，使其交换容量降低。使用强碱性阴树脂的再生废液去再生弱碱性阴树脂时，也可能使弱碱性阴树脂遭到类似的污染。（2）污染现象阴离子交换器除硅效率降低，在运行时有不断地漏硅现象。（3）复苏方法用5～8%NaOH溶液，在50～60℃条件下，对阴树脂进行再生。现在是59页\一共有168页\编辑于星期四song605、有机物污染（1）污染原因由于水中的有机物是由生物肢体腐败后产生的富里酸、腐植酸和丹宁酸等带负电基团的线型大分子，它们和水中的阴离子一样，能与强碱性阴树脂发生交换反应。所不同的是这些线型的大分子一旦进入树脂内部，其带负电的基团与阴树脂带正电的固定基团发生电性复合作用，紧紧地吸附在交换位置上；另外这些线型有机物上通常带有多个基团，与树脂的多处交换位置复合，致使它们卷曲在树脂内骨架的空间，采用一般的再生方法难以将它们从树脂的孔道中退出来，这种现象称为“瓶颈效应”。因此产生不可逆转的有机物污染。强酸性阳树脂很少发生有机物污染，而阳树脂被氧化而降解的产物—二乙烯苯以及阳树脂机械破碎形成带负电基团的胶状物，可以使阴树脂受到污染。（2）污染现象污染树脂的有机物，大多带有羧酸基-COO-等弱酸基团，阴树脂用碱(NaOH)再生时，就生成钠盐-COONa，当清洗再生后的树脂时，这种强碱弱酸盐就不断地发生水解而释放Na+离子。-COONa+H2O-COOH+Na++OH-结果，使清洗水耗逐渐增多，运行时出水电导率增加，pH值降低至5.4～5.7，提早漏硅，交换容量急剧下降。（3）鉴别方法将阴树脂装入带塞而留有气孔的小玻璃瓶中，加入蒸馏水振荡，连续洗涤3～4次，以去除表面的附着物，最后倒尽洗涤水。换装10%食盐水，振荡5～10分钟后，观察盐水的颜色，按色泽判别污染程度见右表3-4。现在是60页\一共有168页\编辑于星期四song61（4）复苏方法有机物污染的阴树脂常用处理方法见下表3-5。现在是61页\一共有168页\编辑于星期四song62实践证明，用氯化钠和氢氧化钠混合溶液处理被有机物污染的树脂，效果较好。用次氯酸钠处理，对恢复树脂的颜色和交换容量有较显著的效果，但它对树脂有较强的氧化作用，所以一种树脂只能处理1～2次。并且在处理过程中，要对浓度、温度及处理时间要严加控制。由于氯化钠和氢氧化钠混合配制的溶液会生成大量氢氧化镁的沉淀，所以用此法处理后应再用盐酸进行处理。对于有机物污染轻微的树脂，用氯化钠和氢氧化钠处理时，树脂容易漂浮在处理液的上层，影响处理效果，操作时应加注意。定期用氯化钠溶液或氯化钠和氢氧化钠混合溶液处理被有机物污染的树脂，可延长树脂的使用寿命。树脂处理的间隔时间参见表3-6。现在是62页\一共有168页\编辑于星期四song636、微生物污染（1）污染原因离子交换树脂有助长微生物生长的作用，所以树脂较长时间停用时，微生物就能大量繁殖。另外，树脂在使用过程中截留和浓缩了某些有机物、氨和硝酸盐等，为微生物生长活动提供了营养。这种污染会使树脂层的孔隙减小，水流阻力增大，甚至堵塞排水管道，使出水受到严重污染。（2）鉴别方法树脂的流动性变差，表面有发霉现象，用手触摸时有发粘的感觉。（3）复苏方法用数倍于树脂体积的1%甲醛溶液，先以慢流速通过，再用1倍体积保持接触4～8小时，然后按正常操作清洗。还可用5%次氯酸钠溶液浸泡盐型树脂1.5小时，最后彻底洗净使用。但此法对树脂有破坏作用，唯不得已时才使用。7、活性余氯污染（1）污染原因自来水中残留的余氯是造成强酸性阳树脂结构破坏的主要原因。（2）污染现象树脂的外观颜色变浅，透明度增加，体积增大，强度降低，易破碎。但树脂的全交换容量并没有降低。（3）危害这种污染是不可逆转的，由于树脂大量破碎，树脂层的阻力增大，出水水质变差。阳树脂的溶出物进入锅炉后，使炉水的耗氧量增加,分解产生酸腐蚀。如果与强碱性阴树脂组成除盐系统时，还容易污染阴树脂。所以，被活性余氯污染严重的树脂，就将要全部报废。（4）预防措施在阳床前设置活性炭过滤器，或向自来水中投加亚硫酸钠。现在是63页\一共有168页\编辑于星期四song64第五节、离子交换器及运行操作现在是64页\一共有168页\编辑于星期四一、设备分类及工作原理

火力发电厂水处理中应用最广泛的是固定床离子交换器。

所谓固定床是指交换剂在一个容器内先后完成制水、再生等过程的设备。

习惯上，将离子交换器称为床。直径较小的则称为交换柱。

固定床离子交换器按水和再生液的流动方向分为：顺流再生式、对流再生式（包括逆流再生和浮床式）和分流再生式；

按交换器内树脂种类和状态分为：单层床、双层床、双室双层床、满室床及混合床；

按设备的功能有分为：阳离子交换器（包括钠离子交换器和氢离子交换器）、阴离子交换器和混合离子交换器。

本节主要介绍常用化学除盐设备的基本原理、工作过程和工艺特点。现在是65页\一共有168页\编辑于星期四song66二、常用的床型分类：现在是66页\一共有168页\编辑于星期四三、根据设计条件进行技术经济比较后选定床型：1、需经常间歇运行或供水量不稳定的场合不宜采用浮动床或移动床。2、在采用强酸、强碱性树脂的一级复床除盐系统中。（1）顺流再生固定床：当进水含盐量小于150毫克/升(约相当予总阳离子含量小于2毫克当量/升、或总阴离子含量1毫克当量/升)时，单组设备的产水量可不受限制。（2）浮动床和移动床：适用于进水含盐量150～300毫克/升(相当于总阳离子含量2～4毫克当量/升或总阴离子含量1～2.5毫克当量/升)，及单组设备产水量大于100米3/时。当单组设备产水量小于100米3/时(大于30米3/时)时，允许进水含盐量小于500毫克/升。（3）逆流再生固定床：在进水含盐量150~500毫克/升(相当于总阳离子含量2～7毫克当量/升或总阴离子含量1～4毫克当量/升)的范围内，单组设备产水量不受限制。

现在是67页\一共有168页\编辑于星期四4、弱酸、弱碱树脂一般选用顺流再生的离子交换设备。

5、有下列情况之一时上述条件应另作分析比较。1)一级复床除盐系统用弱、强树脂串联运行，或采用双层床、双室双层浮动床。2)一级复床除盐系统不采用二床三塔式(阳床一除二氧化碳器一阴床)系统。3)一级钠离子交换剂用磺化煤。4)有预软化或预脱盐的水处理系统，如采用电渗析一离子交换、反渗透一离子交换联合水处理工艺等。3、在装填强酸性树脂的一级钠离子交换软化水系统中，有关床型的适用进水水质条件大致如下：

(1)顺流再生式固定床。当进水总硬度小于4毫克当量/升时，单组设备产水量不受限制。当进水总硬度为4～7毫克当量/升时，单组设备产水量应小于30米3/时。

(2)浮动床、移动床：适用于进水总硬度小于9毫克当量/升以及单组设备产水量大的(大于30米3/时)场合。

(3)逆流再生固定床：在进水总硬度7～10毫克当量/升的范围内，单组设备产水量不受限制。现在是68页\一共有168页\编辑于星期四song69水垫层压脂层交换层石英砂垫层四、逆流再生离子交换器1、逆流再生离子交换器结构12345697810中排装置进水装置1、顶压阀；2、放空阀；3、小反洗阀；4、中间排水阀；5、大反洗阀；6、进再生剂阀7、出水阀；8、底下排水阀；9、进水阀；10、顶上排水阀现在是69页\一共有168页\编辑于星期四song70（1）进水装置a-大喷头式；b-漏斗式；c-多孔板拧排水帽式；d-十字管式要求：布水均匀，减少对水垫层的扰动a.大喷头式：形式：多孔管外包滤网和开细缝隙。材料：不锈钢或工程塑料。b.漏斗式优点：结构简单；缺点：易偏流。c.多孔板拧排水帽式优点：布水均匀；缺点：构造复杂。d.十字管式形式：十字管开孔外包滤网和管壁开细缝隙。材料：不锈钢或工程塑料。现在是70页\一共有168页\编辑于星期四song71（2）中间排液装置：要求：能均匀排出再生液，防止树脂乱层或流失；有足够的强度；水平状态。常用中排装置：图7-9常用中排装置（a）母管支管式；（b）插入式；（c）支管式a、母管支管式：常用形式。母管与支管可处于同一平面，也可不同平面（如母管在上、下）。为防止树脂流失，支管可开细缝或多孔管外包滤网（内18目，外40～60目）。b、插入管式插入树脂层的支管长度与压脂层厚度相同。c、支管式一般用于小直径的交换器d、材料：一般采用316不锈钢现在是71页\一共有168页\编辑于星期四song72（3）底部排水装置图7-5常用的底部排水装置a-多孔板装排水帽式；b-石英砂垫层式a、多孔板装排水帽式与进水装置中的多孔板拧排水帽式相同。一般用在Φ1000mm以下交换器水帽材料：工程塑料聚氯乙烯聚丙烯现在是72页\一共有168页\编辑于星期四b、石英砂垫层式优点：布水均匀。支撑石英砂垫层的是穹形多孔板。要求：SiO2＞99%

推荐石英砂垫层的级配与层高见下表：现在是73页\一共有168页\编辑于星期四song74(4)水垫层树脂表面到出水装置间的反洗空间。作用:保证树脂层反洗时有膨胀的余地；防止反洗时小颗粒树脂被带出；防止进水直冲树脂层（缓冲作用：作为床层体积变化的缓冲高度；可使水流或再生液分配均匀）水垫层高度：树脂层高的50%～100%。(5)压脂层作用：运行中：滤掉水中悬浮物及浊质，防止污染树脂层；再生中：当顶压空气（或水）通过时，可产生一个均匀地作用于下面树脂的力，防止树脂向上移动或松动的作用。材料：与下面树脂层相同的树脂。高度：中排上0.2m。(6)树脂层高度：一般＞1500mm,h＞Φ（Φ+500）（7）视镜孔在压脂层上面现在是74页\一共有168页\编辑于星期四song752、逆流再生离子交换器的再生操作逆流再生床与顺流再生床的运行操作没有区别，其再生操作因防止乱层的方法不同而异。如图所示（气顶压法）说明再生操作。(a)小反洗；(b)放水；(c)顶压；(d)进再生液；(e)逆流冲洗；(f)小正洗；（g）正洗（1）小反洗（见图a）目的：保持树脂层不乱，冲掉运行时积聚在压脂层中的污物。对象：只对中排管以上的压脂层进行反洗。用水：离子交换器入口水。流速：10～15m/s,按压脂层膨胀50%～60%控制。目标：出水澄清，一般15～20min。现在是75页\一共有168页\编辑于星期四song76（2）放水（见图b）时机：小反洗结束，树脂层下沉后。放水量：中排装置以上的水。（3）顶压（见图c）气顶压、水顶压和无顶压目的：防止乱层。位置：顶部进入压缩空气。气压：0.03～0.05MPa。要求：压缩空气应经除油净化。（4）进再生液（见图d）在顶压的情况下，再生液由交换器的下部进入，中排装置排出废液及气。再生时应注意再生液的浓度和流速。（ν：3~5m/s,阳床h≥45min，阴床h≥60min）,注意：配制再生液用水为：氢离子交换器用除盐水或其出水，阴离子交换器用除盐水。再生液酸的质量分数（如盐酸）2%左右，碱（如烧碱）3%左右（5）逆流置换（见图e）目的：充分利用再生管路、系统内的再生液；清除床层内的反离子。方法：关闭计量箱的出口门，按原再生液的流速、流程继续用水置换。终点控制：如果是强酸性阳离子交换树脂的交换器，排出水酸度应小于5mmol/L，含钠小于200μg/L。如果是强碱性阴离子交换树脂的交换器，排出水的电导率小于15μS/cm，或是碱度c(Bx-)小于0.5mmol/L时间：30～40min。用水量：1.5～2.0倍树脂体积。注意：置换结束时，先关进水阀，在停顶压，防止乱层。

现在是76页\一共有168页\编辑于星期四song77（6）小正洗（见图f）目的：清除压脂层中残留的再生液。方法：上部进水，中排排液。时间：10～15min。流速：8～10m/h。用水：运行进水。（7）正洗（见图g）目的：进一步清除树脂层中的离子。方法：上部进水，下部排水。终点：阳离子交换器出水钠离子浓度稳定并小于200μg/L，阴离子交换器出水电导率小于10μS/cm，硅（以SiO2计)小于100μg/L为止。（8）大反洗交换器经过15～20周期运行后，（阴床可以25～30周期），也可以根据下部树脂积污程度，如再生剂比耗上升或者出水水质下降来确定定期进行大反洗的间隔时间，大反洗后再生剂量比平时增加20%～30%，反洗流速由小到大，防止中排损坏。3、无顶压逆流再生气顶压和水顶压再生作用：保持树脂层稳定；缺点：需增加系统和设备。无顶压逆流再生方式：交换器顶部对空排气打开，压脂层内及上部积水全部排空。关键：控制好流速：（ν：2m/s）流速快易引起乱层。阳床：正洗至出水：硬度～0µmol／L，酸度<{原水中[Cl]+[SO42-]+O.2mmol／L}，Na+<500µg／L时阴床：正洗至出水：HSi03-<100µg／L，碱度<100µmol／L现在是77页\一共有168页\编辑于星期四4、固定逆流再生离子交换器的几种再生操作方法比较现在是78页\一共有168页\编辑于星期四现在是79页\一共有168页\编辑于星期四5、逆流再生应注意的几个问题：（1)压实层一定要维持在150~200mm厚度，不然就起不到过滤、顶压作用（2）压缩空气要净化，以防止油脂类污染树脂（3）再生剂的质量要好（4）配再生剂的水及置换水的水质要好，以免影响树脂的再生程度，特别是对保护层的影响（5）应防止气泡混入树脂中。（6）中排装置必须加固。

现在是80页\一共有168页\编辑于星期四6、逆流再生离子交换器的工艺特点：与顺流再生工艺相比，逆流再生工艺具有以下优点：（1）对水质适应性强

当进水含盐量较高或比值较大而顺流工艺达不到水质要求时，可采用逆流再生工艺。（2）出水水质好

由逆流再生离子交换组成的除盐系统，强酸H型交换器出水Na+含量低于100µg/L，一般在20～30µg/L；强碱OH交换器出水SiO2低于100µg/L，一般在10～20µg/L，电导率通常低于2µs/cm。（3）再生剂比耗低一般为1.5左右。视水质条件的不同，再生剂用量比顺流再生节约50%～100%，因而排废酸、废碱量也少。（4）自用水率低

一般比顺流的低30%～40%。

但逆流再生设备和运行操作更复杂一些，对进水浊度要求较严，一般浊度应≦2mg/L，以减少大反洗次数。现在是81页\一共有168页\编辑于星期四7、离子交换器周期制水量明显降低的可能原因有哪些1）离子交换树脂破碎，或者流失，树脂层高度不够；2）离子交换树脂受到了严重污染，工作交换容量大大降低；3）离子交换树脂再生度不够；4）再生时发生偏流；5）离子交换树脂发生了乱层现象；6）离子交换树脂结板结块；7）原水水质发生了较大的变化。8、影响交换器再生效果的主要因素

影响再生效果的因素很多，主要有下列几点：（1）再生方式。逆流再生的效果比顺流再生好。（2）再生剂用量。用量过少，再生度低；用量过大，再生度不会显著增加，经济性却降低。再生剂用量要恰到好处。（3）再生液浓度。浓度过低，再生效果不好；浓度过高，再生剂与树脂的接触时间减少，再生效果也不好。如用食盐为再生剂时，其浓度为5％~10％较为合适。（4）再生液流速。维持适当的流速，实质上就是使再生液与交换剂之间有适当的接触时间，以保证再生时交换反应充分进行，并使再生剂得到最大限度的利用。（5）再生液温度。再生液温度对再生效果的影响也很大，适当提高再生液温度，可加快离子的扩散速度，提高再生效果。（6）再生剂的纯度。如果再生剂质量不好，含有大量杂质离子，就会降低再生程度，且出水水质也会受影响。现在是82页\一共有168页\编辑于星期四五、浮动床浮动床式离子交换器一般简称浮床。浮床运行时水流自下而上，同时将整个树脂层托起，离子交换反应是在水向上流动的过程中完成。树脂失效后，停止进水，使整个树脂层下落，再生时，再生液流动方向自上而下。1、浮床的运行过程制水→落床→进再生液→置换→下流清洗→成床、上向流清洗，再转入制水。上述过程构成浮床的一个运行周期。

落床:当运行至出水水质达到失效标准时，停止制水，靠树脂本身重力从下部起逐层下落，在这一过程中同时还起到疏松树脂层，排除气泡的作用。进再生液:

一般采用水射器输送。先启动再生专用水泵（也称自用水泵），调整再生流速；再开启再生计量箱出口门，调整再生液浓度，进行再生。现在是83页\一共有168页\编辑于星期四置换：

待再生液进完后，关闭计量箱出口门，继续按再生流速和流向进行置换，置换水量约为树脂体积的1.5～2倍。下流清洗:

置换结束后，开清洗水门，调整流速至10～15m/h进行下流清洗，一般需15～30min。成床、上流清洗：

用进水以20～30m/h的较高流速将树脂层托起，并进行上流清洗，直至出水水质达到标准时，即可转入制水。2、浮床树脂的体外清洗由于浮床内树