如何防止樹脂亂層

1. 逆流交換固定床水處理流程是什麼

逆流再生離子交換床的運行過程
大型逆流再生離子交換床的再生與運行操作過程與小型離子交換器的操作略微有所差別，注意事項更多，操作相對也復雜些。 運行操作過程具體步驟為:小反洗,放水,頂壓,再生,逆正洗,小反洗,正洗,運行等八步，水頂壓法的再生各驟步： a小反洗(表層反洗)；b放水；c正洗；d再生；e大反洗 (1) 小反洗 小反洗指逆流床在再生前，從中間排水裝置引入，從上部進水裝置排出，對壓實層進行的沖洗。小反洗有三個作用:清洗壓實層污物;疏通支排管濾網;平整、松動壓實層。反洗流速10~15m/h,時間一般15~20min。小反洗流速應保證派水中無正常顆粒的交換樹脂。 小反洗至排水清晰時為止。 (2) 放水 放至中間排水裝置處。壓脂層上水放干。 (3)頂壓 按再生操作時壓脂面上的頂壓方式,逆流床可分為起頂壓、水頂壓和無頂壓三種方式。目前應用較廣的為氣頂壓。各種方法的特點見表01所示。 由於頂壓操作是整個再生過程中防止樹脂「亂層」的關鍵,所以在頂壓是應注意如下幾點: 1. 頂壓前,床內水位應不超過壓脂層。 2. 開頂壓風門,使床內壓力保持在0.03~0.05Mpa。 3. 頂壓穩定後,再投入再生水抽子。此時中間排水裝置的排水門應開足,避免由於「截流」的原因而使床內水位上升,樹脂亂層。再生水的流速用水抽子入口門調整。 4. 在整個再生過程中應注意排除廢液中的氣水混和情況,並注意壓縮風的壓力變化情況,發現異常情況時應立即查明原因,予以消除。 ( 4)進再生液由於逆流再生的再生劑量接近於理論值,所以要特別注意再生液與交換樹脂的接觸時間(一般再生應不低於30min,強鹼陰樹脂應不低於60min),同時由於再生劑的用量少,所以再生液的濃度、流速都要保持適宜。 (5)逆洗 逆洗流速10~15m/h,逆洗時間25~30min。 逆洗終點:鈉床的出水硬度<0.5mmol/L或出水Cl-<(原水+20mg/l);陽床的出水酸度<3~5mmol/L;陰床出水鹼度<0.5mmol/L。 逆洗結束時,要先關逆進水門,然後再停止頂壓,以防亂層。 01逆流床幾種頂壓方式比較操作方式 條 件 優 點 備 注 氣頂壓法 (1) 壓縮空氣壓力0.03~0.05Mpa(2) 氣量0.2~0.3m3/m2.min(3) 再生液流速4~6m/h (1) 不易亂層,穩定性好(2) 操作容易掌握 需設置凈化壓縮風系統 水頂壓法 (1) 水壓0.05Mpa(2) 壓脂層厚500mm(3) 頂壓水量為再生液流量的1.5倍 (1) 操作簡單(2) 耗水量大 再生廢液多 無頂壓法 (1) 中排裝置小孔處流量應不大於0.1m/s(2) 壓脂層厚度200mm,再生時處於干狀態(3) 再生流速5~7m/h (1) 外部管系簡單(2) 不需要投資頂壓設備 (6)小正洗 小正洗是指從逆流床進水裝置引入,從中間排水裝置引出,對上部壓實層進行的沖洗,因為再生後壓實層中往往會有部分廢再生液和再生產物殘留。如果不沖洗干凈就進行正洗,正洗水會把這部分殘留廢液帶到樹脂層中,從而影響床層的再生效果。小正洗流速為10~15m/h時間為2~10min。 (7)正洗 流速一般為10~15m/h ,以出水水質符合運行控制指標為終點。 (8)大反洗的確定 逆流床平時再生,僅反洗表面的實壓層,但在多次運行後,下部的交換樹脂也會被污染。 因此必須定期對整個床層進行反洗,也即通常的大反洗。大反洗後因樹脂層的層次有攪動,故應以平時再生劑用量的1.5~2.0倍進行再生,因此這種大反洗應盡量減少。大反洗的周期需根據入床水的濁度來決定。一般陽床及鈉軟化器運行15~20個周期要大反洗一次,陰床的大反洗因入床水濁度較小可適當延長大反洗周期至25~30個周期大反洗一次。也可以視樹脂層污臟情況,如果再生劑比耗上升或出水水質下降等現象來決定大反洗 間隔時間。 為了防止中間排水裝置的損壞,在大反洗前可進行小反洗,以松動壓實層,去出污物,大反洗時流量也應盡量排除樹脂層中空氣,以防跑樹脂。 一逆流床在運行中應注意的幾個問題 (1)壓實層的厚度要符合要求。壓實層有過濾和使頂壓介質均勻分布兩個作用,所以壓實層的厚度一般應維持在150~200mm。 (2)壓縮風要凈化,以防油類污染樹脂。 (3) 逆流床再生所用的再生劑質量要好。 (4) 逆洗水質量要好,以免底部再生程度高的樹脂被雜質污染而影響出水質量。逆流再生的「保護層」樹脂只有少量的轉為鈉型,其餘的絕大多數為氫型,失效程度很低。在再生時,「新鮮」的再生液又是首先再生這一部分樹脂,所以其再生度是很高的。但是如果再生後使用雜質含量較高的水進行逆洗,因為此時保護層樹脂具有很強的交換能力,即使逆洗水中雜質含量很少也會很容易地被交換掉,從而大大降低了這部分樹脂的再生度,導致床子運行時出水中被交換離子漏泄量增加(表05)。 04逆洗水中Na+陽床出水水質影響置換用水 置換水中Na+/μg.L-1 陽床出水Na+/μg.L-1二級除鹽水一級除鹽水一級除鹽水一級除鹽水 0.564810921550 3.54053151 (5) 應防止氣泡混入樹脂層中。 (6) 中間排水裝置應進行必要的加固,以防其上的支管斷裂或彎曲。中間排水裝置埋設在樹脂層中,起著排出再生廢液、上部壓實層反洗和排頂壓介質(風或水)等的作用,因此在再生時要承受較大的推力。生產實踐中多次發生過由於中排管在床內受力不均,在加上管子本身強度不夠,而造成支排管不同部位發生斷裂或中排管彎曲等問題。所以對中間排水裝置的安裝、材質的選擇等部位都予以足夠的考慮。

2. 如何預防樹脂層被污染

離子交換樹脂具有化學穩定性好、機械強度高、交換能力大等優點，因而在鍋爐用水處理及除鹽水、純凈水的生產中得到了廣泛的應用。但在使用過程中，常出現清洗水不斷增加，出水水質差，周期性制水量不斷下降，顏色變深，樹脂交換容量不斷下降等現象。根據以上現象，可認定為樹脂受到污染。如果不及時採取合理措施使其再生，就會造成樹脂失效，甚至報廢，影響正常生產。

筆者結合生產實踐，談談造成樹脂污染的原因、預防措施及處理方法。離子交換樹脂表面被有機物等雜質覆蓋或樹脂內部的交換孔道被堵塞而使樹脂的工作容量明顯降低，但樹脂結構無變化的現象叫樹脂的污染

1 污染原因分析

1.1有機物引起的污染有機物主要是存在天然水中的腐殖酸、相對分子量從500～5000的高分子化合物及多元有機羧酸等，這些物質在水中往往帶有負電，成為陰離子交換樹脂污染的主要物質。這類污染從COD的監測中可檢出。

1.2 油脂引起的污染水中往往含有油類物質，形成膜狀物，堵塞或包裹了樹脂的微孔，阻礙微孔中的活性集團進行離子交換。

1.3 膠體物質引起的污染水中膠體顆粒常帶負離子，使陰離子樹脂受到污染。膠體物質中以膠體硅對樹1脂的危害最大，它吸附並聚合在樹脂的表面上阻止交換。

1.4高價金屬離子引起的污染水中的高價金屬離子（如混凝劑中高價金屬離子的後移等），如Al+、Fe3+等擴散進入陽離子交換樹脂的內部，由於這些高價金屬離子的交換勢能高，與樹脂中的固定離子SO3-牢固結合形成Al（SO3）

3、Fe（SO3）3等，從而使這些固定離子失去作用，喪失了離子交換能力。

1.5 再生劑不純引起的污染再生劑往往混有很多雜質，如Fe3+、NaCI、Na2CO3等，對陰離子交換樹脂的影響最為嚴重。

2 污染鑒別方法

2.1 查看樹脂外觀發生污染的樹脂，從外觀上看，顏色由透明的黃色（陽離子樹脂）或乳白色（陰離子樹脂）明顯變深甚至成為黑色。

2.2 化驗指標陰床出水電導率逐漸增加，pH值逐漸下降（可低至5.4-5.7）。因為再生時未除去的有機物，在恢復運行時會游離出來而進入水中。

2.3 分析樹脂中的鐵含量由於鐵污染最為常見，可分析樹脂中的鐵含量，如果Fe＜0.01%,沒有受到鐵污染；如果Fe＞0.1%，表示受到嚴重污染。

2.4 浸泡檢驗用清水浸泡樹脂，觀察水面「顏色」，如果有「彩色」出現，說明受到油類物質的污染。 由於樹脂受污染的因素不是單獨存在的，往往是交叉互現，多種原因累積疊加，所以出現問題時，要進行全方位的檢查鑒別，防止顧此失彼；同時，在採取再生措施時，也應考慮全面，認真檢查各個環節，確保沒有紕漏。

3 防止污染的措施要防止樹脂遭受污染，必須控制好各項水處理工藝指標，層層把關，嚴格注意以下問題：

3.1 混凝劑的選擇要搞好混凝澄清處理，必須正確選擇混凝劑，並由實驗確定葯劑最佳投放量，防止鋁鹽、鐵鹽後移，嚴格控制砂濾器、活性炭過濾器出水中的濁度。Al3+、Fe3+要小於0.3 mol/L；化學需氧量COD小於1 mol/L。並通過活性炭過濾來吸附有機物質。

3.2 控制氯的含量搞好預處理的殺菌滅藻工作，控制好進入陽離子交換器前的余氯量。

3.3 防止再生劑被污染為了防止再生劑中的雜質對樹脂引起污染，除了選用優質的再生劑外，對再生劑的運輸和儲存過程中的容器要採取防腐措施，防止鐵銹、有機塗層脫落污染。

3.4 防止油污染對於可能接觸樹脂的壓縮空氣，要凈化除油，防止帶入油霧；對水源吸水口附近，防止油污染。3.5 吹吸樹脂定期用壓縮空氣吹洗樹脂，以除去懸浮物、有機物和鐵等。

4 再生處理方法雖然可以採用各種措施來防止樹脂受到污染，但經過一段時間運行後，樹脂有時還會受到污染，這是除鹽水處理中常見的，這時可採取以下方法對其進行再生

4.1 陰離子樹脂的再生實際生產中，陰離子樹脂最容易受污染，污染程度也最為嚴重。當陰離子樹脂受污染時，可用鹼性食鹽水進行處理，其操作參數要求見表1。

表1 陰離子再生操作參數指標編號項目參數值1食鹽水濃度10%2pH值103浸泡方式35-45；48h4循環流動方式流速2.6m/h;24h 鹼性食鹽水法處理過程中加入燒鹼可以增加腐殖酸之類物質的溶解度，並以NaCl與NaOH之比為5的配方來調節pH值為10，此法能除去95%以上的有機物質，如能適當加熱，效果更好。當嚴重污染時，在鹼性食鹽水的溶液中加入適量的次氯酸鈉（一般濃度小於0.5%），來氧化腐殖酸有機物，使其分解。

4.2 陽離子樹脂的再生如是陽離子樹脂受到污染，可用酸或食鹽水除去污染物，其操作參數要求見表2：表2 陽離子再生操作參數指標編號項目參數值再生液濃度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循環流動方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h

4.3 受鐵質污染的樹脂再生當受到鐵雜質污染時，可採用鹽酸-食鹽-亞硫酸鈉再生法：將4%的鹽酸、4%的食鹽和0.08%的亞硫酸鈉混合液加入鐵中毒樹脂中充分浸泡。鹽酸與食鹽的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+還原成Fe2+從而減少樹脂對Fe3+的結合，且反應生成的H+又能促進Fe2O3·xH2O的溶解，反應式為：SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最後再將氫鈉混合型樹脂轉化成鈉型樹脂即可投入使用。需要注意的是，Na2SO3的濃度應由實驗確定，一般其質量分數不應大於 0.1%，因為Na2SO3濃度過高，易產生SO2氣體，此外產生的SO42—濃度增大，會產生CaSO4沉澱。

3. 對流再生工藝為什麼不允許「亂層」

(1)「亂層」打亂了「合理的離子排代規律」
對流再生取得好的再生效果的一個前提條件是樹脂層保持「合理的離子排代規律」。生產實踐證明,這種「合理的離子排代規律」具有以下優點:
①下層樹脂再生排出的廢液(如陽床則為含Na廢液)可以作為上層樹脂(Mg 型、Ca型)的再生液,從而使再生液的利用率大大提高,再生比耗降低。以鹽酸為例: 對流再生時,其利用率可達81%以上,再生比耗為1.1~1.3; 而採用順流再生時, 其利用率僅為47%,再生比耗為2~4。
②再生液只與最容易再生的Na型樹脂進行離子交換,從而提高了樹脂的再生效果。從上述再生過程可以看出:Na型樹脂被再生成H 型後,上部的Mg型樹脂、Ca型樹脂又被再生成Na型樹脂。根據離子吸附順序,Na 最不易被樹脂吸附,所以也最容易被再生交換。
③未失效的出水端(保護層)樹脂的「殘余交換容量」沒有喪失,可節約再生劑。當樹脂發生「亂層」時, 各種離子在樹脂層上的規律排列被打亂,上面講到的這些優勢統統不存在了,自然也就無法獲得好的再生效果。
(2)「亂層」使出水端(保護層)樹脂的再生效果大大降低,從而影響交換床出水水質。運行實踐表明: 交換床出水水質與出水端(保護層)樹脂的再生度有關。再生度低,出水質量差; 再生度高, 出水質量好。當出水端(保護層)再生度接近1時, 對流床的出水質量可以達到一個相當好的水平。而使出水端( 保護層)樹脂的再生度達到較高的水平,要有幾個條件:①再生過程中, 出水端( 保護層)樹脂首先與新鮮的再生液接觸,不存在反離子效應;②交換床失效後, 出水端樹脂的失效度最低; ③再生液只與最容易再生的Na型樹脂接觸。
上述三個條件,只有在樹脂不「亂層」的情況下才能實現。樹脂「亂層」後,上述三個條件基本不存在。樹脂的離子型態有序排列被打亂,因而交換床出水端( 保護層)樹脂被打亂,也無法獲得好的再生效果。
(2) 「亂層」使交換床出水端(保護層)樹脂的「殘余交換容量」完全喪失。交換床的失效並非是所有的樹脂全部失效,只是床子的保護層( 出水端)樹脂局部被離子「穿透」,大部分樹脂沒有失效。這部分未失效的樹脂在再生時,是「不會」消耗再生液的。如果樹脂發生「亂層」, 這部分未失效的樹脂在與水中離子的接觸時會重新「失效」。這樣不但會增加再生劑耗量,主要是會影響這部分樹脂的再生效果。

4. 對逆流再生離子交換器來說，為什麼樹脂亂層會降低再生效果

可以考慮用均粒核子級的離子交換樹脂啊，這種樹脂因為是核子級的，所以容易分層，再生能力強。均勻的顆粒直徑可以更好的處理水質以及減少壓力損。出水穩定，使用壽命長。有什麼需要幫助的可以在聯系我。。。

5. 混床再生時樹脂亂層怎麼處理

混床樹脂再生時出現亂層，導致交叉污染，酸、鹼液再生並混合正洗後，混床出水指標應該達不到SiO2含量低於10-20μg/l，電導率低於0.2μs/cm啊。先反洗分成再進行再生處理，就可以恢復，沒有別的辦法，亂層後你本就應該停下再生，先反洗分層處理的。這個問題的處理方法詳見附件，希望能幫上你。