离子交换除盐水处理器的失效控制

1、离子交换除盐水处理器的失效控制口期：2005-04-16 來自：工业水处理摘要：介绍以一级复床除盐系统为基础的常用固定床离子交换除盐水处理器的失效检测和控 制方法，并提出改进措沌。离子交换除盐水处理最简单的流程为阳床阴床组成的一级复床除盐系统。仃的一级复床除 盐系统采用单元制，即每套一级复床除盐系统包括阳床、（除碳器）、阴床各一台，在离子交 换除盐运行过程中，无论是阳床还是阴床先失效，都是同时再生；还有的一级复床除盐系统采用 母管制，即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的，哪一台交换器失效就再生哪一台。1检测和控制原理强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：fe3+>ai3+>ca

2、2+>mg2+>na+>h+；山 此可知，水中金属离子na+被吸附的能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐 渐下移，h+最后被其他阳离子置换下來，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的na+；因此 监怦阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为（a代表金属阳离子,r为树脂基团）：an+ +nrh=rna+n h+hco3- + h+ =h2o+co2 t强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：so42->no3->ci->oh->hco3->hsio3- 0 由此可知，hsio3-的吸附能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸

3、附层逐渐下移，oh-. 被其他阴离子置换卜来，当保护层穿透时，肖先泄漏的是最下层的hsio3；因此监督阴离子交 换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为（b代表酸根阴离子，r为树脂基团）：bm 4-mroh=rmb4-moh-2控制点和控制方法由于母管制系统包含了单元制系统，而h它具有能充分使用树脂、提高交换器的出水能力、 降低酸碱消耗等优点，我们在研究中主耍讨论以这种结构为基础的离子交换除盐水处理系统。以成都牛物制品研究所蛋白分离车间纯水站为例，该系统为母管制水处理系统，系统的结构 为：砂滤一活性炭过滤一粗滤一阳床一一阴一二阴一混床一精滤一纯水罐，系统产水能力为5 t/ h,在系统的失效控制研

4、究中，我们提出单元失效控制概念，也就是充分利用了母管制制水系统 的优点对系统进行失效控制。以下是该车间第一套水处理器的一阴（即1.1阴）在一个运行周期中的部分数据：表1一阴运行周期屮的部分数据供水离子柱电导率（ps/cm）供水禽子拄电导率（us.1.1阳-1.1阴4.991,1阳-1.1阴3.001.1阳-1.1阴4.471.邛日阴3.051.1阳-1.1阴3.591.1阳.1阴3.091.1阳-1.1阴3.30l.lpb-1.12.571.1阳-1.1阴3.271,1阳-1.1阴2.221.1阳-1.1阴3.26l1阳1,1阴（2.1阳阴）4.93(4.05)1.11.1阳-1.1阴3.15

5、2.1阳.1阴3.521.1阳-1.1阴2.892,1阳-1.1阴3.441.1阳-1,1阴3.80阳-1.1阴2.281.1阳-1,1阴3.82阳阴2.161.1阳-1.1阴3.682,1阳阴2.031.1阳-1.1阴3.13n1阳-1.1阴5.12以上数据均为车间实际运行记录数据，11阴出水供给1.2阴后出水电导率保证在3|js/cm 以f,结合末级混床，最终出水水质一直保持在o.lps/cm0.5|js/cmo根据以上数据和该车间纯 化水检测报告，我们进行标准化处理（25度，不间断运行）后，绘制了三种情况下的水质曲线 图（分别如下）：图1阳床出水水质从图1、图2町见：（1） r0对各有机

6、溶质的去除率大于nf膜。（2）不同有机溶质的去 除率不相同，冇的甚至相差很大（例如，ro和nf膜对乙酸的吸光度去除率分别为95.34%. 8 1.45%,而对苯胺的吸光度去除率则分别为61.50%、46.82%）。3出水水质原水经一级复床除盐后，电导率（25°c）低于1 ops/cm,水屮硅含量低于loopg/lo3.1阳床出水水质图1屮b点以前三条曲线都迅速下降，表叨离了交换器屮树脂再生后，正洗时出水屮各种 杂质的含量（酸度、钠离子浓度和哽度）都迅速卜降，当出水水质达到一定的标准（如b点） 时就可以投入运行。所以，在ba段运行期间，阳床出水呈酸性，而且棊本呈缓慢变化趋势。运 行至a

7、点时，阳床开始有阳离子穿透，根据离子交换活性知道，最先泄漏出的是钠离子；在除盐 系统小，为了除去水小h+以外的所育阳离子，强酸性离子交换器必须在有钠泄漏时停止运行（一 般此时出水的酸度接近中性），并迹行再生，如图1的a点位置，此点为钠离子穿透点。3.2阴床出水水质由于离子交换除盐系统中阴床始终是阳床的后级，所以阴离子交换器的水质变化分两种情 况： 阳床正常运行时，阴床先失效时的阴床出水水质阴床出水水质见图2, b点以前儿条曲线迅速下降，表明再生后正洗时，水中杂质迅速下降h至 达到运行的出水水质标准，ba区间为稳足交换运行期，出水水质的ph值为79,电导率5ps/ cm,含硅量（以sio2计）为

8、20-50|jg/lo运行至a点后，阴床开始失效，但阳床仍在止常运行。 此时，阴床由于酸泄漏，故ph值下降；与此同时，阴床出水中的硅含量和电导率增加。 阳床先失效时，阴床出水水质如图3复床系统运行到a点，阳床开始失效，但阴床仍在正常运行。此时阳床漏出的na+流 经阴床，在阴床的岀水中禽冇naoh,使阴床出水ph值升髙，并对强碱性阴树脂对hsio3-的吸 附产生干扰作用，使出水的含硅量増加，其反应为：rhsio3+naoh=roh+nahsio3图3：阳床先火效时阴床出水水质4结论和改进方法（1）当阳床接近失效时，水中na+的含量逐渐增加，从而彩响阴离子交换器，在对纯化水水 质要求不是很高时（如医药行业等），可以通过控制阳床出水的酸度（母管制）和阴床的出水电 导率（一级复床）来控制阳床的失效。山于阳床产水中溶解有c02 ,未经过排除进入阴床，在 阴床中与0h反应，影响阴床处理能力，因此，可以在阳床和阴床z间加装除碳器。（2）