离子交换混床系统、工业大型水处理设备

在离子交换水处理系统中，往往将再生全过程的水都作为废液排放，此时排出的废酸、碱浓度均小于1%。在中等原水水质情况下，废酸、废碱量约各占处理水量的5%-l0%。在一级除盐系统，将置换排出的再生液作为另一台阳交换器的预再生，同样在顺流再生的阴交换器中，在将置换排出的再生碱液作为另一样在顺流再生的阴交换器中

离子交换器水质要求
为了防止树脂污染，进人离子交换器处理的原水水质应符合 表3-39要求。

强碱阴树脂在运行中易被原水中的有机物和阳离子交换树脂的氧化降解产物污染。有机物对强碱阴树脂污染程度与有机物的含量及种类有关，也与水中有机物和总阴离子的比值有关。水处理系统是否需要有除有机物措施可采用A值指标或图3-27来判断。

耗氧量指标是27℃，KMn04作氧化剂，氧化4h测得的O2值。

A＜0.004，不用除有机物措施。

A=0. 004~0. 008，复床系统中采用大孔树脂。

A=0. 008~0. 001 5，用活性炭或C1型树脂预处理。

A>0. 015采用加氯氧化分解和活性炭吸附处理。

例如设计水质A为

A=【耗氧量Mg02 /L】/【总阴离子量mg/L】=0. 016 3>0. 015

因此，在澄清池出水投加氧化剂的基础上，还需增加活性炭吸附处理。
二、硬水软化

 (一)钠离子交换系统

  图(a)为原水与钠离子交换器出水按比例混合，适用于对硬度要求不高的用户。

图(b)为第一级钠离子交换器出水硬度达不到要求时，可串联第二级钠离子交换器构成二级钠离子交换系统。第一级钠离子交换器可采用顺流再生或逆流再生;采用逆流再生出水水质可达到二级出水水质，因此通常不设置二级钠离子交换器。二级钠离子交换器的交换剂层高度在1. 2~1. 5m左右，流速小于50m/h，采用顺流再生。

(二)钠离子交换系统工艺数据(见表3-40)

三、脱碱

对于高碱度(如碱度大于2mmol/L)的原水，若只进行Na离子软化处理作为蒸汽锅炉给水时，在高温下发生如下分解和水解反应

2NaHC03==Na2C03 + CO2↑+H20

Na2 C03+H20=2NaOH+C02↑+H20

发生上述反应后，将导致锅炉水中游离OH-增加，总碱度升高。蒸汽中COZ浓度增加，造成蒸汽和冷凝水系统的酸腐蚀和锅水系统中的碱腐蚀。低压力锅炉需要按照补充水率计算锅炉连续排污率(蒸汽压力小于或等于它2. 5MPa时，锅炉排污率不宜大于10%蒸汽压力大于2. 5 MPa时，锅炉排污率不宜大于5%及校核相对碱度(NaOH/溶解固形不大于0. 2)，以防止锅炉金属苛性脆化。钠离子交换加酸后，水中中性盐增加对维持相对碱度不大于o.2有利。因此，对高硬度、高碱度的原水，必须考虑软化与脱碱处理相结合，提高锅炉运行的安全性、经济性。

脱碱的水处理方法主要有钠离子交换加酸系统、并联H-Na离子交换系统和串联H-Na离子交换系统。不论采用那种系终，在系统最后应通过钠离子交换器(或“级钠离子交换器)，当pH值偏低时，钠离子交换器可起缓冲作用，吸收进水中若干H+;当pH值偏高时，会放出H十。在钠离子交换器中的反应情况如下：

RNa+H2CO3→RH+NaHCO3

RH+NaHC03→RNa+H20 +CO2

离子交换脱碱系统使用条件见表3-41。

(一)钠离子交换加酸系统

钠离子交换加酸系统如图3-29所示，其反应式为

2NaHC03+H2 S04 = Na2S04 + 2 CO2↑+2H20

以加酸量控制所需要的碱度，一般保持残留碱度大于0. 5mmol/L。

加酸时硫酸需要通过混合器与软水充分混合。混合后产生的游离COZ按照降低1mmol/LHC03碱度产生CO2 44mg/L计算，并通过除碳器去除。对应于加1mmol/L硫酸溶解固形物增加49mg/L。

(二)并联氛钠离子交换系统(见图3-30)

H-Na并列离子交换系统适用于碱度高的原水。原水经氢、钠离子交换后出水的中和反应为

2NaHC03 + H2so4→Na2 S04+2H2O+2C02

NaHC03+HCl→NaCl+H20+CO2

原水中和混合后产生的CO2可通过除碳器去除。为了保证中和后不产生配性水应使中和混合后的水保持一定的残留碱度，使进入氢、钠离子交换水量保持一定的比例。

(三)串联氢钠离子交换系统

1.强酸氢一钠离子交换系统(见图3-31)

是将原水分成两部分，一部分进人H交换器，另一部分旁路与H交换器出水混合，使H交换器出水中的酸度与另一部分原水中碱度发生中和反应，反应后产生的CO2通过除碳器去除，除碳后的水进人水箱再由泵打人Na交换器。除碳器应安置在Na交换器前，否则如含Cq的水先通过Na交换器，会产生如反应：RNa+H2C03→RH+NaHC03，便出水佩反里新增高。

2.弱酸氢一钠离子交换系统(见图3-32)

    弱酸H阳树脂工作交换容量大，弱酸H型树脂再生时仅为理论量的1.1倍，弱酸性树脂再生时，排出的废液pH值接近中性，有利于酸性废水的处理。弱酸H-Na离子交换系统主要技术参数见表3-42、表3-43。

根据运行经验，当进水中的碳酸盐硬度和总硬度的比值为0.5~1，总硬度大于2mmol/L时，采用弱酸H--Na型离子交换系统，可获得较好的经济效益。  

原水分为两部分，一部分原水经弱酸H型交换器，另一部分原水直接与出水混合，反应产生的CO2由除碳器除去，如果碱度偏低，可加人原水调节。除气后的水经过水箱由泵打人钠离子交换器，再去除非碳酸盐硬度，出水合格后进人水池送入锅炉。

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