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1、反渗透后处理工艺,目 录,反渗透后处理工艺简介 阴阳离子交换设备 混床 EDI,Part 1 反渗透后处理工艺简介,反渗透脱盐技术进步和投资的降低，使之在我国的应用日益广泛。再发电厂锅炉补给水处理系统中，反渗透同离子交换除盐系统的技术经济比较，其结果已有定论。但不论使用何种高脱盐率的反渗透元件，反渗透出水通常都需要进一步处理，处理的深度和形式主要取决于水的用途。 通常后处理为二级RO、阴阳离子交换设备、混床、电去离子（EDI）。,一、阴阳离子交换设备阴阳离子交换设备都是用有机合成方法制成。常用的原料为苯乙烯或丙烯酸(酯)，通过聚合反应生成具有三维空间立体网络结构的骨架，再在骨架上导入不同类型的
2、化学活性基团(通常为酸性或碱性基团)而制成。,Part 2 阴阳离子交换设备,二、阴阳离子交换树脂 离子交换树脂不溶于水和一般溶剂。大多数制成颗粒状，也有一些制成纤维状或粉状。树脂颗粒的尺寸一般在0.31.2mm 范围内，大部分在0.40.6mm之间。它们有较高的机械强度(坚牢性)，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。 离子交换树脂中含有一种(或几种)化学活性基团，它即是交换官能团，在水溶液中能离解出某些阳离子(如H+或Na+)或阴离子(如OH或Cl)，同时吸附溶液中原来存有的其他阳离子或阴离子。即树脂中的离子与溶液中的离子互相交换，从而将溶液中的离子分离出来。,三、离子交换树脂的
3、运输贮存离子交换树脂内含有一定量的水份，在运输及贮存过程中应尽量保持这部分水。如贮存过程中树脂脱了水，应先用浓食盐水（10%）浸泡，再逐渐稀释，不得直接放于水中，以免树脂急剧膨胀而破碎。 在长期贮存中，强型树脂应转变成盐型，弱型树脂可转变成相应的氢型或游离碱型也可转为盐型，然后浸泡在洁净的水中。树脂在贮存或运输过程中，应保持在5-40C的温度环境中，避免过冷或过热，影响质量。若冬季没有保温设备时，可将树脂贮存在食盐水中，食盐水的温度可根据气温而定。,四、运行前预处理 由于在合成树脂过程中，树脂表面及空隙中混掺有低分子和一些无机杂质(如铜、铁等)、高分子单体物质，以及致孔剂等，因此树脂在正式投入
4、运行之前，必须将这些杂质除去，否则在使用过程中会以各种方式污染树脂。特别应当指出，在含铬废水中，因铬酸是一种氧化剂，如树脂中有铜、铁，便有催化氧化作用，从而加快树脂氧化。 预处理方法为：热水洗涤、酸碱处理。树脂用热水洗涤后装填进柱，再用酸、碱处理。阳树脂用1mol/LHCL缓缓流过树脂层，用量约为树脂体积的23倍，约2小时流完，用水稍淋洗后，再用1mol/LNaOH流过树脂层，用,量和流速同前。碱流完后，用水淋洗至出水ph9左右，再用1mol/LHCL或0.5mol/LH2SO4将树脂转成H+型，用量为树脂体积的34倍，流速与前同。酸流完后，用水淋洗至出水ph6以上时，即可投入运行。对于阴离子
5、交换树脂水洗后的酸、碱处理次序，可采用碱酸碱次序，酸、碱用量及流速，强碱树脂与强酸树脂相对应，弱碱树脂与弱酸树脂相对应。,五、离子交换树脂的再生 离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力，常用再生方式有顺流再生与逆流再生。(一)顺流再生 离子交换树脂,软化树脂,漂莱特树脂 顺流再生时原水与再生液流过交换剂层的方向相同。因此在再生液流过交换剂层时首先接触到的是交换剂层上部完全失效的已包含上部交换剂层被置换出来的离子，影响交换剂层下部的再主度(再生度指离子交换剂层中已再生离子量与全部交换容量的比值)，造成处理水质降低、再生剂耗量增加。顺流再生离子交换设备简单，工作可靠，但受原水水质组分影响大，再
6、生效果换容量不能得到充分利用。而再生后，下部再生度最低，为了提高出水质量和工作交换容量，必须增加再生剂的耗量。,(二)逆流再生 原水从交换器上部进人与再生液的方向相反，逆流再生(也称对流再生)过程逆流再生的优点：与顺流再生比较，采用逆流再生提高了再生剂利用率，降低再生剂耗量30%-50%；提高出水质量;降低清洗水耗量30%50%降低再生废液排放量与排放浓度，排放再生废液中酸、碱浓度小于1%。,Part 3 混床,混床是混合离子交换柱的简称，是针对离子交换技术所设计的设备。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
7、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。,一、混床结构示意图,二、混床的再生,1 反洗分层 混床装置运行操作中的关键问题之一就是如何将失效的阴阳树脂分开，以便分别通入再生液再生。在火力发电厂水处理中，目前都是用火力筛分法对阴阳树脂进行分层。这种方法是借反洗的水力将树脂悬浮起来，使树脂达到一定的膨胀率，利用阴阳树脂的湿真密度差达到分层目的。阴树脂密度较阳树脂小，分层后阴树脂在上，阳树脂在下，所以只要控制适当，可以做到两层树脂间有一个明显界面。 反洗开始时，流速宜小，待树脂层松动后，逐渐加大流速到10m/h左右，
8、使整个树脂层膨胀率在50%-70%，维持10-15分钟，一般即可达到较好的分离效果。,2 再生 （1） 两步法： 指再生时酸碱再生液不是同时进入交换器，而是分别进入。它又分为碱液流过阴阳树脂两步法和酸碱先后分别通过阴阳树脂两步法。在大型装置中一般采用后者。其操作过程如图：,具体作法是，在反洗分层后，放水至树脂表面上约10cm处，从上部进入碱液再生阴树脂，废液从阴阳分界处中排管排出，接着按同样的流程清洗阴树脂。直至排水的OH降至0.5mmol/L以下。在上述过程中，也可用少量水自下部通过阳树脂层，以减轻碱液对阳树脂的污染。然后，由底部进酸再生阳树脂，废液也由中排管排出。同时为防止酸液进入已再生好
9、的阴树脂层中，需继续由上部通以小流量水清洗阴树脂。阳树脂的清洗流程也和再生时相同。清洗至排水酸度降到0.5mmol/L以下为止。最后进行整体正洗，即从上进水底部排水，直至出水电导率小于1.5s/cm为止.在正洗进程中,有时为提高正洗效果,可进行一次2-3分钟短时间反洗，以消除死角残液。,（2） 同时再生法 再生时，由上下同时送入酸碱液，并接着进清洗水，使之分别经阴阳树脂层后，由中排管排出。采用此方法时，若酸液进完后，碱液未进完时，下部仍应以同样流速通清洗水，以防碱液串入下部污染已再生好的阳树脂。如图：,3 阴阳树脂的混合 树脂经再生和清洗后，在投入运行前必须将分层的树脂混合均匀。通常用从底部通
10、入压缩空气的办法搅拌混合。这里的压缩空气应经过净化处理，以防其中有油类杂质污染树脂。压缩空气一般采用0.1-0.15MPa,流量为2.0-3.0m3/(m2.S) 混合时间主要视树脂是否混合均匀为准，一般为0.5-10分钟时间,过长容易磨损树脂。 为达到较好的混合效果，混合前应先将交换器中的水面下降到树脂层表面上100-150mm处。此外，为防止树脂在沉降过程中又重新分离而影响其混合程度，除必须通入适当的压缩空气，并保持一定时间外，尚需足够大的排水速度，迫使树脂迅速降落，避免树脂重新分离。若树脂下降时，采用顶部入水，对加速其沉降也有一定效果。,4 正洗 混合的树脂层，还要用除盐水以10-20m
11、/h流速正洗，直至出水合格后（如SiO2含量低于20g/L，电导率小于0.2S/cm）,方可投入运行。正洗初期，由于排出水浑浊，可将其排入地沟，待排水变清后，可回收利用。,Part 4 EDI设备,电去离子法（EDI）作为一种水处理技术在各种领域已有10余年的商业运行经验，它是一种利用电能对水质进行净化处理的技术 。EDI膜堆中各膜对为板框式组装，每个膜对由精选的离子交换膜（一张阳膜、一张阴膜）及允许水流通过和促进水流在流道中湍流的隔栅组成。另外，交错的膜对间填充满象混合离子交换树脂之类的离子化导电物质。膜对中对进水起纯化作用的单元称为淡水室，起聚集离子作用的单元称为浓水室。多个膜对构成一个膜堆，膜堆设计为水平放置，在膜堆的两侧安装有一副电极（阳极及阴极），整个的组件通常称为一个EDI膜堆。在直流电场的作用下，离子从淡水室中选择性地透过离子膜进入到浓水室中，最后在淡水室中制出除盐的产品水。浓水室中的废水可以回收至水处理系统的前端或回收至其它设备中使用，小流量的极水可以同设备的废水一样进行排放处理。,一、EDI设备运行原理示意图,结束谢谢观赏,
