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[离子交换] 关于再生式浮床再生比耗高出水质量差的原因探讨
发布时间:2009/6/13  阅读次数:906  字体大小: 【】 【】【
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关于再生式浮床再生比耗高
出水质量差的原因探讨
宋业林
  摘要 讨论了再生式浮床的工艺特点,并结合生产实践 探讨出导致再生式浮床再生比耗高,出水质量差的原因。
  关键词 再生式浮床,再生比耗,离子交换树脂
  浮动床水处理工艺是对流再生水处理工艺中的一种。由于这种工艺在再生过 程中 ,交换床的底部树脂始终与新鲜的再生液接触,因此可以获得较高的再生度。所以浮动床水 处理工艺有再生比耗低,出水质量好等特点(见表1)。
表1 对流再生工艺两种床型单耗的比较
种类 再生类型 平均单 耗/g*mol-1 出水离子量/mg*L-1

顺流再生 68.2 Na 23 4.5
运行浮床 43 47.2
再生浮床 63.9 68.4

顺流再生
156.7
HSiO3 187.9
  运行 浮床
53.5
7
  再生式浮床 65.4 18.9
  浮动床水处理工艺根据工艺方式的不同,又可分为运行式浮床(简称运行浮床)和再生式浮床(简称再生浮床)两种。
  运行浮床和再生浮床的工艺示意图见图1所示。
  电厂在进行浮动床的改造中,为了解决床子上部母管支管式配水装置大法兰泄漏 的问题,曾将几台顺流床改为再生浮床,与改造好的运行浮床作比较。运行一段时间后 发现:再生浮床的出水质量与单耗均不如运行浮床,于是又将再生浮床改为运行浮床。
36-1.gif (4560 bytes)
图1 运行浮床和再生浮床的工艺示意
  再生浮床与运行浮床相比,床子结构基本相同:直径均为3 m,其上部装置均为弧形母 管支管式,下部均为石英垫层加锅形孔板式,其运行条件,再生条件也基本相同〔1〕 。为什么出现再生比耗高,出水质量差的问题?
  我们通过研究再生浮床的工艺特点,结合生产实践探讨出导致再生浮床再生比耗高和 出水质量差的原因。
1 问题的分析〔2~4〕
  众所周知,浮动床水处理工艺之所以再生比耗低,出水质量好的一个根本原因是:“保 护层”树脂的再生度高;再生剂的利用率高,故其再生程度较差的树脂“失效层”也有较高 的交换能力。而保证“保护层”树脂再生度高,又有两个方面:第一,在再生过程中,“保 护层”不能移动。因为“保护层”树脂移动会造成出水质量不好,再生比耗偏高;第二,在 再生过程中,不能引入杂质。
  下面,结合再生浮床的工艺特点分析一下。
1.1 再生浮床不能实现压实再生
  运行浮床在运行时,水由交换床底部进入,从上部流出,在整个运行过程中树脂层被水 流浮起,呈密实浮动状态;而床子失效时,树脂落实成床。在再生的过程中,再生液自上部 进入,从下部流出,整个床层压实再生。故在再生过程“保护层”树脂基本上不会产生偏移 的问题。
  而再生浮床在再生时,再生液是由交换床底部进入,利用再生液流的动能使树脂层以 密实的状态向上浮起,再生液自下向上流过床层完成再生反应。
  由于浮动床的再生比耗基本上接近于理论比耗(通常是采用理论量的1.2~1.3倍)。为 了保证再生液与树脂有一个充分接触的时间,所以再生流速通常不高,一般为5~7 m/h。由 于再生浮床的再生流速过低,就造成了再生浮床在再生的过程中不能实现压实再生。
  首先,再生流速过低,使再生浮床在“成床”时因不能“柱塞成床”,而使“保护层 ”因流速过小不易成床或产生偏移。
  要“柱塞成床”,则适宜的成床流速以20 m/h为宜。成床流速太低,则树脂上下扰动, 不能成床。在再生过程中,由于下部“保护层”树脂的上下扰动,一是有失效程度较深的 树脂,窜到再生度较好的“保护层”树脂中来,这就不能保持床层中各类“盐型”树脂层的 相对分布状态。从而也就降低了整个床层的树脂再生度;二是由于“保护层”树脂的上下 扰动,就很难保证“保护层”树脂的再生度随再生深度的加深,而逐渐加深;三是“保护 层”树脂在扰动过程中易发生偏移。
  由于再生浮床的再生流速为5~7 m/h。“成床流速”太低,在再生“成床”时,就不能 做到“柱塞成床”了。保护层也会因流速小而不易成床或产生偏移。必然会影响再生浮床的 出水质量和再生比耗。
  其次,再生流速过低,则压实流速过低。过低的压实流速还会使已“成床”的树脂不易 压实,而使“保护层”在扰动中发生偏移。
  下部树脂在成床后还要有个压实的过程。即从树脂颗粒的短距离窜动到压实成床这样一 个过程。因此在操作上,通常采用先大流速(20 m/h)成床,在成床后再下调至适宜流速运行 的方法,来避免已“成床”树脂因流速过小而不易压实的问题。实践证明:这个适宜的压实 流速为7 m/h以上。
  压实流速大于7 m/h时,下部床层树脂就能迅速压实,就不会出现掉落和搅动的情况, 保护层也就不会因流速过小,使下部床层树脂不易压实成床而产生偏移。
  但是,由于再生浮床的再生流速为5~7 m/h,压实流速过低,已“成床”的树脂不仅不 易压实,还会出现掉落 或搅动的情况。因此“保护层”极易在扰动中发生偏移,也就影响了再生浮床的出水质量和 单耗。
1.2 “保护层”树脂污脏是造成再生浮床比耗高,出水质量差的原因 之一
  由于再生浮床为密闭运行,一般运行15~20个周期就要将树脂输送到专用罐内进行大反 洗。以洗去累积在树脂层中的悬浮物,以减少运行阻力,保证床子的出水质量和单耗。
  由于为了防止多垫层上部的细小砂粒在导树脂的过程中流失。砂层的上部距导树脂管的 下缘有150~200 mm的空间。换言之,导树脂管与砂层之间的150~200 mm的树脂基本上是“ 盲区”。由于这部分树脂总也导不出来,就造成这部分树脂污脏的很厉害。状若胶污,色呈 黑淤,发生令人不愉快的臭味。不得不用人工将这部分树脂清除掉。对于再生浮床,这个 树脂“盲区”恰好位于再生时的“保护层”区。
  新鲜的再生液在通过这一“盲区”时,必然会使再生液中混入大量的杂质,也必然影响 “保护层”树脂和次“保护层”树脂的再生深度。从而影响再生浮床的比耗和出水质量。
2 结论
  1)再生浮床不能实现压实再生是造成再生浮床比耗高,出水质量差的原因之一。而再生 流速过低则是造成再生浮床不能实现压实再生的主要原因。
  2)“保护层”树脂污脏是造成再生浮床比耗高,出水质量差的又一原因。


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