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阴床混入阳树脂对出水水质的影响和解决方案

发布时间：2011/4/6 阅读次数：9121 字体大小: 【小】【中】【大】

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出水钠离子浓度为：Cug/l。进入阴床不含钠离子的的酸性水流量为：40×7.07m³/h，这样阴床出口钠离子浓度为：C_阴床出口＝C×40×A/40×7.07＝C×A/7.07 ug/l。可见当混入阴床的阳性树脂的截面积等于交换器的截面积时，阴床出水的钠离子浓度达到最大C_阴床出口＝C ug/l。由于阳性树脂的比重大于阴性树脂的比重，因此我们讨论时假定混入的树脂量均匀地平铺在阴床入口的底部。

例如设混入阳性树脂的总工作交换容量为q=1500mol/m³,阴床再生后阳性树脂中的RNa的比例为y＝90％，设混入的阳树脂体积为：V＝0.023m³(约20kg)，与浓度为：C＝3.0mol/m³的阳床出口酸性水反应，需要Qm³水，则有物料平衡得：0.90×1500×0.023＝3.0×Q，Q＝10.4m³。

我们10.4m³的水盛放在水箱中，那么水中的钠离子浓度将为： 0.90×1500×0.023/10.4＝3.0mol/m³。

如果将这10.4m³的出水稀释为3800m³，那么其中的钠离子浓度将为： 3.0×10.4/3800＝0.0082 mol/m³＝8.2mmol/l=188ug/l。

如果稀释水流量为：280m³/h,那么需要：3800/280＝13.6小时，这相当于阴床要把混入的阳性树脂全部转化为RH型所需的时间。

如果混入的阳性树脂的体积只有10kg，那么需要6.8小时。如果混入阳性树脂的再生度只有：y＝45％，那么也只需要6.8小时。

从上面的讨论我们可以看出阴床混入阳性树脂，能延长阴床的正洗时间，而且混入树脂的量越多，其在阴床再生时，转换成RNa型的树脂比例越多，那么阴床在运行时正洗时间越长，出水水质越差。

知道混入阳性树脂将使阴床在运行时正洗时间越长，出水水质越差。如果我们能将这部分阳性树脂瞬间由RNa型转换成RH型的树脂，那么清洗时间不就会缩短吗?但事实上这做不到，这是由于这一反应的动力学性质所决定，由于传质阻力的问题反应速度不能很大，例如上面讨论阳床运行的情况，钠离子的漏泄有一拖尾现象就说明了这一点。如果反应速度很大，钠离子的漏泄应该是一条树直的直线。

3、下面我们将讨论阴床混进阳树脂后对出水钠离子浓度水时间的变化：

因为上述反应是阳床阳离子交换树脂离子交换的逆反应，相当于阳树脂全部失效后被再生的情况。只是再生的酸浓度很低，离子交换的传质过程仍然受液膜控制，但由于这一反应为不利平衡反应，其总的传质系数k_y×a₁要比正反应小得多。

根据试验可以确定当10—20kgH型强酸性阳树脂和3.0mol/m³的NaCl水溶液进行交换时1/(k_y×a₁)=0.60(h)。根据上面的公式我们可以确定Na型阳树脂和3.0mol/m³的H⁺水溶液进行交换时的穿透曲线：

出水电导率(us/cm)	Na⁺(mg/l)	Na⁺(mol/m³)	x	t(小时）
688.4	68.84	2.993	0.998	0.50
686.4	68.64	2.984	0.995	1.00
681.8	68.18	2.964	0.988	1.50
671.6	67.16	2.920	0.973	2.00
650.4	65.04	2.828	0.943	2.50
609.8	60.98	2.652	0.884	3.00
543.5	54.35	2.363	0.788	3.50
454.4	45.44	1.976	0.659	4.00
356.4	35.64	1.550	0.517	4.50
265.2	26.52	1.153	0.384	5.00
189.8	18.98	0.825	0.275	5.50
132.1	13.21	0.574	0.191	6.00
90.3	9.03	0.392	0.131	6.50
60.9	6.09	0.265	0.088	7.00
40.8	4.08	0.177	0.059	7.50
27.2	2.72	0.118	0.039	8.00
18.0	1.80	0.078	0.026	8.50
12.0	1.20	0.052	0.017	9.00
7.9	0.79	0.034	0.011	9.50
5.2	0.52	0.023	0.008	10.00
3.4	0.34	0.015	0.005	10.50
2.3	0.23	0.010	0.003	11.00
1.5	0.15	0.007	0.002	11.50
1.0	0.10	0.004	0.001	12.00
0.7	0.07	0.003	0.001	12.50
0.4	0.04	0.002	0.001	13.00

从上面的分析可以看出，阳性树脂进入阴床后,阴床的出水水质将变差，正洗时间将延长。当然上述分析是在混入阳性树脂的Na型树脂的比例达到99.9％和混入量达10—20kg的情况下算得的。

三、阳树脂混入阴床后的解决方案

1. 二期阳床出口增设树脂捕捉器的改造。

2. 条件允许可以更换树脂。

阳、阴床的2＃、3＃上室树脂由于设计时选型不对，强度低，造成树脂破碎严重，在由于阳床的树脂捕捉器不起作用，因此阳树脂的碎小碎片就进入了阴床。在树脂捕捉器没有安装、树脂不能全部更换的情况下，要解决阴床正洗时间长的问题，必须把阳床体内的破碎树脂清洗出去，2002年3月—5月，我们加大加大阳床上室、阴床下室、阴床上室树脂的清洗力度，把破碎的树脂清洗出去，然后进行适当的补充。

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