超濾+反滲透+混（hún）床工藝

　　混床是（shì）混（hún）合離（lí）子交換柱的簡稱，是針對離子交換技術所設計的設備。

　　所謂混床（chuáng），就是把一定比例（lì）的陽、陰離子交換（huàn）樹脂混（hún）合裝填於同一交（jiāo）換裝置中，對流體中的離子進行（háng）交換、脫除。由於陽樹脂（zhī）的比重比陰樹脂大，所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝（zhuāng）填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選（xuǎn）擇。混床也分為（wéi）體內同步再生式（shì）混床和體外再生式混（hún）床。同步再生式（shì）混床（chuáng）在運行及整個再生過程均在混（hún）床內進行，再生時樹脂不移出（chū）設備（bèi）以外，且（qiě）陽、陰樹脂同時（shí）再生，因此（cǐ）所需附屬（shǔ）設（shè）備少，操作簡便。

　　混床處理工藝的設（shè）備包括混合離子交換器和（hé）體外再生設備。其中體外再生設備主要包括樹脂分（fèn）離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔（tǎ）和酸堿再生設備。國內混（hún）床處理工藝主要特點體現在樹脂分離再生工藝上。樹（shù）脂的分離（lí）再生工藝有三（sān）種。

　　1、出水水質優（yōu）良，出（chū）水pH值接（jiē）近中（zhōng）性。

　　2、出水水質（zhì）穩定，短時間運行條件變（biàn）化（如進（jìn）水水（shuǐ）質或組分（fèn）、運行流速等）對混床出水水質影（yǐng）響不大。

　　3、間斷運（yùn）行對出水水質的影響小，恢複（fù）到停運前水質（zhì）所（suǒ）需的（de）時（shí）間比較短。

　　4、回收（shōu）率達到100%

　　混床外殼製作材質有玻璃鋼、有機玻璃（lí）、不鏽鋼、碳鋼、防腐等，外型為（wéi）圓柱型，直徑Φ200—2500mm，產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載強酸陽離子交換樹脂，陰（yīn）床（chuáng）裝載強（qiáng）堿陰離子交（jiāo）換樹脂，裝載高度一向在1000—2400 mm，小型濾帽式（shì）設備底部沒有（yǒu）承（chéng）托層，中大型設備底（dǐ）部有粒度不同多（duō）級（jí）別石英砂承托層（現不建議這樣做，因為酸洗的時候石英砂和酸會產生化學反應，對水質造成影響），逆流再生固定床樹脂頂層有200 mm厚壓（yā）脂層樹脂（特（tè）殊的樹脂用來覆蓋下麵的樹（shù）脂）。有機玻璃柱運行壓力≤0.15MPa，其他材質的設備運行壓力≤0.6MPa。陽床（chuáng）配備有酸箱、酸泵（bèng）再生係統（tǒng），陰床配備（bèi）有堿箱、堿泵再生係統（tǒng）。

　　運行

　　本係統有兩種進水方式：軟化(軟化器處理（lǐ）水)進水和初脫鹽（yán）(反滲透處理水)進水，分（fèn）別由各（gè）自的控製閥控製進水。

　　運行時，開初（chū）脫鹽進（jìn）水控製閥、進（jìn）水閥、產水閥，其他閥們均應關閉（bì）！

　　反洗

　　關閉（bì）進水閥、產水閥；打開（kāi）反洗進水閥（fá）、反洗排放閥，以10m/h反洗15min。然後，關閉反洗進水閥、反洗排放閥。靜置（zhì），沉降5~10min。開排氣閥、中排閥，部（bù）分排水至樹脂層表麵上10cm左右，關（guān）閉（bì）排氣閥（fá）、中排閥。

　　再（zài）生

　　開進水閥、加酸（suān）泵、進酸閥、中排閥，以5m/s、200L/h對陽樹脂進行再生，用反滲透產水對陰樹脂進行清洗（xǐ），維持（chí）柱內液麵在樹脂層表麵上10cm。對陽樹脂再（zài）生30min後，關進水閥、加（jiā）酸泵、進酸閥，開反洗進水閥、加堿泵、進堿閥（fá），以5m/s、200L/h對陰樹脂進行再生，用反滲透產（chǎn）水對陽樹脂進（jìn）行清洗，維持（chí）柱（zhù）內（nèi）液麵在樹脂層表（biǎo）麵上10cm，再生30min。

　　置換、混脂、衝洗（xǐ）

　　關加堿泵、進（jìn）堿閥，開進水閥，上下同時（shí）進水對樹脂進行置換、清洗。30min後，關進水閥、反洗進水閥、中排閥，開反洗排（pái）放閥、進氣閥（fá）、排氣閥，以壓力0.1~0.15MPa，氣量2~3m3/(m2·min)，混合樹（shù）脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣（qì）閥，沉降1~2min。開進水閥、正洗排放（fàng）閥，調節排氣閥，灌（guàn）水至（zhì）柱（zhù）內無（wú）空氣後（hòu），關排氣（qì）閥，對樹（shù）脂衝洗。當電導率達到要求時，開（kāi）產（chǎn）水閥，關正洗（xǐ）排放閥，開始製水。

　　樹脂二次分（fèn）離再生工藝
　　是將失效的混床樹脂輸送（sòng）至樹脂分離器(陽樹脂再生器)，完成水力分離後，將上層的陰離子交換樹脂（zhī）移送混床至陰（yīn）樹脂再生器。陰（yīn）陽（yáng）樹脂分離麵附近的混合樹脂輸送到混雜樹脂塔，然後（hòu）分別（bié）再生陰陽樹脂（zhī）。對於混雜樹脂塔內的樹脂，下（xià）一次再生時將被送回到樹脂分離器（qì）(陽樹脂再生器)內進行（háng）二次分離。在這裏，樹脂分離（lí）器同時作為陽樹脂再生（shēng）器。
　　錐（zhuī）體分離再生（shēng）工藝
　　錐體分離（lí）再生工藝是將樹脂分離器（qì）底部作成一錐體（tǐ）。該設備同時作（zuò）為陰樹脂再生器而不作（zuò）為陽樹脂再（zài）生（shēng）器。失效樹脂從混（hún）床輸（shū）送到樹脂分（fèn）離（lí）器完成水力（lì）分（fèn）層後，位於樹脂分離器下部的陽（yáng）樹脂從錐體底部被輸送到陽樹脂（zhī）再生器。由於樹脂分離器底部為一錐形體，樹脂分離界麵的樹（shù）脂很（hěn）少，從而減少中（zhōng）間混合樹脂的數量，提高分離效果。在輸送陽（yáng）樹（shù）脂時，分離界麵在自動控製時的自動檢測常（cháng）采用光電法或電導法。所謂（wèi）光電法即采（cǎi）用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深淺；而電導法則采（cǎi）用測量陰陽樹脂（zhī）輸送（sòng）水的電導（dǎo）變化，當充（chōng）入W2氣體的樹脂輸送水（shuǐ）由陽樹脂（zhī）變為陰樹脂時，其電導將變小。利用（yòng）兩種方式產生（shēng）的信號變化來控製（zhì）陰陽（yáng）樹脂界限。
　　陰陽樹脂（zhī）再生工藝（yì）
　　是將失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器內，失（shī）效樹脂水力分層後，在分離器內同時對陰陽樹脂進行再生。樹脂分（fèn）離器同時作為（wéi）樹脂再生器。該方式同補給水處理除鹽混床（chuáng）完全相同。 

離子交換器

　　離子（zǐ）交換器工藝需（xū）要將交換劑放在離（lí）子交換器(或稱為床（chuáng）)內進（jìn）行，離子交（jiāo）換劑失效後通過再生來恢複離子交換能力。為了提（tí）高離（lí）子交換工藝的經（jīng）濟性和技術適（shì）用性，產生了不（bú）同樹（shù）脂的組合、不同的床型以及（jí）各種離子交換係統。常見的離子交（jiāo）換器有固定床(離子交換器)和連續床兩類。

　　工（gōng）作原理就是離子的交換（huàn）。

　　運行時：陽樹脂（zhī）(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)

　　陰樹（shù）脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)

　　其中M+為金屬離子，X-為（wéi）陰離子（zǐ）。再生過程為其逆過程。

　　離子交換器（qì）的失效（xiào）控製

　　離子交換除鹽水處理較簡單的流程為陽床-陰床組（zǔ）成的一級（jí）複床除鹽係統（tǒng）。有的一級複床除鹽係統（tǒng）采用單元製，即每套一級複床除鹽（yán）係統包（bāo）括 陽床、（除（chú）碳器）、陰床各一台，在離子交換除鹽（yán）運行過（guò）程中（zhōng），無論是陽床還是陰床先失（shī）效，都是同時再生；還有的一級複床（chuáng）除鹽（yán）係統采用（yòng）母管製，即陽床與（yǔ）陽床或陰床與陰床是並聯運行的，哪一台交換器失效就再生哪一台。

　　1 檢測和控製原理

　　強（qiáng）酸性陽樹脂對水中各種陽離子的（de）吸附順序為：

  Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；由此可（kě）知，水中金（jīn）屬離子Na+被吸附的能力較弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下（xià）移，H+.被其他陽離子置換下來，當保護層穿透時，首先（xiān）泄漏的是下層的Na+；因此監督陽離子交換（huàn）器失效是以漏鈉為（wéi）標準的；其（qí）反應方程為（A代表金屬陽離子,R為樹脂基團）：

　　An++nRH=RnA+nH+

　　HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑

　　強堿性陰樹（shù）脂對水中各種陰離子的（de）吸附順序為：

  SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力較弱，所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移，OH-.被其他陰離子置換下來，當保護層穿透時，首先泄漏的是下層的HSiO3-；因此監督陰離子交換器失效是以漏（lòu）矽（guī）為標準的（de）；其反應方程為（B代表酸根陰離子，R為樹脂基團）：

　　Bm-+mROH=RmB+mOH-

　　2 設備優點

　　(1)　出水水質優良，出水pH值接近中性。　

　　(2) 出水水質穩定，短（duǎn）時間（jiān）運行條件變化（如進水（shuǐ）水（shuǐ）質（zhì）或成分、運行流（liú）速等）對混床出水水質影響不大。　

　　(3) 間斷運行對出水水質的影響小，恢複到停運前水質所需的時間比較短。

　　(4) 產水水質優良，電導率≤0.2us/cm

　　離子（zǐ）交換（huàn）器主（zhǔ）要用於純水和高純水的製備，主要用於中高壓鍋爐給水；新材料、新能源、化（huà）工新材料，輕（qīng）金屬材料、納米材料、玻璃鋼石（shí）墨、複合材料（liào）等（děng）的生產工藝用水。