不锈钢、碳钢混床,即混合离子交换器
阳、阴两种离子交换树脂,互相充分地混合在一个离子交换器内,同时进行阳、阴离子交换的设备。简称混床。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。
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。
工作原理
阴、阳离子交换(混合床)是用于初级纯水的进一步精制,一般设置于阴、阳离子交换器之后,也可设置在电渗析或反渗透后串联后使用,当进水口水质在一般含盐量下,出水量可降至0.1毫克/升以下,含硅根≤0.05毫克/升,导电度≤1微姆/厘米。处理后的高纯水可供高压锅炉、电子、医药、造纸化工等工业部门应用。
工作原理 混合床离子交换法,就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中,在运行前将它们均匀混合,所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床,水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器,则被树脂交换,而得到高度纯水。 在混合床中,由于阴、阳树脂是相互混匀的,所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行,或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的,经H型交换所产生的H+和经过OH型交换所产生的OH-都不能积累起来,基本上消除反离子的影响,交换进行得比较彻底。 由于进入混合床的初级纯水质较好,交换器的负载较轻,树脂的交换能力很长时间才被子耗竭。 本混合床采用体内再生法,再生时首先利用两种树脂的比重不同,用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
结构简述
一、再生装置 阴离子交换树脂再生碱液在高于阴离子交换树脂面300毫米处母管进液(Φ400、500、600采用单母管进液,Φ800、2500采用双母管进液),管上小孔布液,管外采用塑料窗纱60目尼龙网布包覆。 阳离子交换树脂再生酸性由底部排水装置的多孔板上排水帽进入。
二、排装置 中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上,用于再生排泄酸、碱还原液和冲洗型,型式分为双母管或支母管式,管子小孔外包覆塑料窗纱及60目尼龙网各一层。
三、排水装置 采用多孔板上装设PB2-500型叠片式排水帽,或宝塔式ABS型排水帽,多孔板材质按设备规格不同而异。(Φ400、500、600型采用硬聚氯乙烯多孔,Φ800、2500型采用钢衬胶多孔板)。
四、进水、出水管径按管道内工质流速为1.5米/秒。
五、树脂的反洗膨胀率: 由于阴离子交换树脂的反洗膨胀率各不相同,结合实际运行的经验,采用反洗膨胀率为100%,在阴阳树脂分界面处,树脂表面层及最大反洗膨胀高度处各设视镜一个,用以观察树脂表面以及反洗树脂的情况。
六、树脂的输送: 树脂的输入和卸出均考虑采用水力输送,筒体上部设树脂输入口,在简体下部近多孔板处设树脂卸出口。
混床树脂的再生
树脂被欲除去的离子所饱和称为失效。通常交换器运行至欲除去的离子开始泄露,即认为失效。失效树脂需经再生,才能恢复其交换能力。树脂的再生是离子交换水处理工艺工程中最重要的环节,再生的好坏不仅对其工作交换容量和出水水质有直接的影响,而且在很大程度上决定着交换器运行的经济性。
混床中树脂失效后,先将两种树脂分离,然后分别进行再生和清洗。再生清洗后,再将两种树脂混合均匀,又可投入制水运行。
1)反洗分层
将失效的阳、阴树脂尽量彻底分开以便分别再生。分层借反洗的水流使树脂层悬浮起来,达到一定的膨胀率。利用阳树脂的湿真密度比阴树脂的大,使阳树脂处于下层,阴树脂处于上层的分层状态。
2)体内再生
反洗分层后,放水至树脂表面上约10cm处,从上部送入碱液再生阴树脂,由底部进酸液再生阳树脂,废液从阴、阳树脂分界处的排液管排出。接着按同样的流程清洗树脂。
3)阴、阳树脂的混合
树脂经再生和清洗后,在投入运行前必须重新混合均匀。通常从底部通入0.1-0.2MPa的压缩空气来使之搅拌混合,压缩空气流量为2.5-3.0m3/m2.s,混合时间主要以是否混合均匀为准,一般为0.5-1分钟,时间过长易磨损树脂。所用的压缩空气应经过净化除油。
4)正洗
混合后的树脂层,还要用进水进行正洗,用混床产水更佳,直至出水合格。正洗后的混床即可投入制水运行。
3.混床系统运行常见问题及排除方法
碳钢混床
不锈钢混床
混床在超纯水中的应用