反滲透后處理工藝

1、反滲透后處理工藝 目 錄 反滲透后處理工藝簡(jiǎn)介 陰陽(yáng)離子交換設(shè)備 混床 EDI Part 1 反滲透后處理工藝簡(jiǎn)介 反滲透脫鹽技術(shù)進(jìn)步和投資的降低，使之在我國(guó)的 應(yīng)用日益廣泛。再發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中，反 滲透同離子交換除鹽系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，其結(jié)果已 有定論。但不論使用何種高脫鹽率的反滲透元件，反 滲透出水通常都需要進(jìn)一步處理，處理的深度和形式 主要取決于水的用途。 通常后處理為二級(jí)RO、陰陽(yáng)離子交換設(shè)備、混 床、電去離子（EDI）。 一、陰陽(yáng)離子交換設(shè)備一、陰陽(yáng)離子交換設(shè)備 陰陽(yáng)離子交換設(shè)備都是用有機(jī)合成方法制成。 常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚 合反應(yīng)生成具有三維空間立體網(wǎng)

2、絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨 架，再在骨架上導(dǎo)入不同類型的化學(xué)活性基 團(tuán)(通常為酸性或堿性基團(tuán))而制成。 Part 2 陰陽(yáng)離子交換設(shè)備 二、陰陽(yáng)離子交換樹脂二、陰陽(yáng)離子交換樹脂 離子交換樹脂不溶于水和一般溶劑。大多數(shù)制成顆 粒狀，也有一些制成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一 般在0.31.2mm 范圍內(nèi)，大部分在0.40.6mm之間。 它們有較高的機(jī)械強(qiáng)度(堅(jiān)牢性)，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定， 在正常情況下有較長(zhǎng)的使用壽命。 離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學(xué)活性基團(tuán)， 它即是交換官能團(tuán)，在水溶液中能離解出某些陽(yáng)離子 (如H+或Na+)或陰離子(如OH或Cl)，同時(shí)吸附溶液 中原來存有的其他陽(yáng)離子或陰離子。即樹脂中的

3、離子與 溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。 三、離子交換樹脂的運(yùn)輸貯存三、離子交換樹脂的運(yùn)輸貯存 離子交換樹脂內(nèi)含有一定量的水份，在運(yùn)輸及貯存過 程中應(yīng)盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水， 應(yīng)先用濃食鹽水（10%）浸泡，再逐漸稀釋，不得直 接放于水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。 在長(zhǎng)期 貯存中，強(qiáng)型樹脂應(yīng)轉(zhuǎn)變成鹽型，弱型樹脂可轉(zhuǎn)變成 相應(yīng)的氫型或游離堿型也可轉(zhuǎn)為鹽型，然后浸泡在潔 凈的水中。樹脂在貯存或運(yùn)輸過程中，應(yīng)保持在5-40 C的溫度環(huán)境中，避免過冷或過熱，影響質(zhì)量。若 冬季沒有保溫設(shè)備時(shí)，可將樹脂貯存在食鹽水中，食 鹽水的溫度可根據(jù)氣溫而定。 四、運(yùn)行前預(yù)處理四、運(yùn)

4、行前預(yù)處理 由于在合成樹脂過程中，樹脂表面及空隙中混摻有低分子 和一些無機(jī)雜質(zhì)(如銅、鐵等)、高分子單體物質(zhì)，以及致孔劑 等，因此樹脂在正式投入運(yùn)行之前，必須將這些雜質(zhì)除去，否 則在使用過程中會(huì)以各種方式污染樹脂。特別應(yīng)當(dāng)指出，在含 鉻廢水中，因鉻酸是一種氧化劑，如樹脂中有銅、鐵，便有催 化氧化作用，從而加快樹脂氧化。 預(yù)處理方法為：熱水洗滌、酸堿處理。 樹脂用熱水洗滌后裝填進(jìn)柱，再用酸、堿處理。陽(yáng)樹脂用 1mol/LHCL緩緩流過樹脂層，用量約為樹脂體積的23倍，約 2小時(shí)流完，用水稍淋洗后，再用1mol/LNaOH流過樹脂層，用 量和流速同前。堿流完后，用水淋洗至出水ph9左右，再用 1m

5、ol/LHCL或0.5mol/LH2SO4將樹脂轉(zhuǎn)成H+型，用量為樹脂 體積的34倍，流速與前同。酸流完后，用水淋洗至出水ph6 以上時(shí)，即可投入運(yùn)行。 對(duì)于陰離子交換樹脂水洗后的酸、堿處理次序，可采用堿酸 堿次序，酸、堿用量及流速，強(qiáng)堿樹脂與強(qiáng)酸樹脂相對(duì)應(yīng)， 弱堿樹脂與弱酸樹脂相對(duì)應(yīng)。 五、離子交換樹脂的再生五、離子交換樹脂的再生 離子交換劑失效后通過再生來恢復(fù)離子交換能力，常用再 生方式有順流再生與逆流再生。 (一)順流再生 離子交換樹脂,軟化樹脂,漂萊特樹脂 順流再 生時(shí)原水與再生液流過交換劑層的方向相同。因此在再生液流 過交換劑層時(shí)首先接觸到的是交換劑層上部完全失效的已包含 上部交換劑

6、層被置換出來的離子，影響交換劑層下部的再主度 (再生度指離子交換劑層中已再生離子量與全部交換容量的比 值)，造成處理水質(zhì)降低、再生劑耗量增加。順流再生離子交換 設(shè)備簡(jiǎn)單，工作可靠，但受原水水質(zhì)組分影響大，再生效果換 容量不能得到充分利用。而再生后，下部再生度最低，為了提 高出水質(zhì)量和工作交換容量，必須增加再生劑的耗量。 (二)逆流再生 原水從交換器上部進(jìn)人與再生液的方向相反， 逆流再生(也稱對(duì)流再生)過程 逆流再生的優(yōu)點(diǎn)：與順流再生比較，采用逆流再生提高了再生 劑利用率，降低再生劑耗量30%-50%；提高出水質(zhì)量;降低清 洗水耗量30%50%降低再生廢液排放量與排放濃度，排放再 生廢液中酸、堿

7、濃度小于1%。 Part 3 混床 混床是混合離子交換柱的簡(jiǎn)稱，是針對(duì)離子交 換技術(shù)所設(shè)計(jì)的設(shè)備。所謂混床，就是把一定比 例的陽(yáng)、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝 置中，對(duì)流體中的離子進(jìn)行交換、脫除。由于陽(yáng) 樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內(nèi)陰樹脂在 上陽(yáng)樹脂在下。一般陽(yáng)、陰樹脂裝填的比例為1： 2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情 考慮選擇。 一、混床結(jié)構(gòu)示意圖一、混床結(jié)構(gòu)示意圖 二、混床的再生二、混床的再生 1 反洗分層 混床裝置運(yùn)行操作中的關(guān)鍵問題之一就是如何將失效的陰 陽(yáng)樹脂分開，以便分別通入再生液再生。在火力發(fā)電廠水處 理中，目前都是用火力篩分法對(duì)陰陽(yáng)樹脂進(jìn)行分層。這種

8、方 法是借反洗的水力將樹脂懸浮起來，使樹脂達(dá)到一定的膨脹 率，利用陰陽(yáng)樹脂的濕真密度差達(dá)到分層目的。陰樹脂密度 較陽(yáng)樹脂小，分層后陰樹脂在上，陽(yáng)樹脂在下，所以只要控 制適當(dāng)，可以做到兩層樹脂間有一個(gè)明顯界面。 反洗開始時(shí)， 流速宜小，待樹脂層松動(dòng)后，逐漸加大流速到10m/h左右，使 整個(gè)樹脂層膨脹率在50%-70%，維持10-15分鐘，一般即可達(dá) 到較好的分離效果。 2 再生 （1） 兩步法： 指再生時(shí)酸堿再生液不是同時(shí)進(jìn)入交 換器，而是分別進(jìn)入。它又分為堿液流過陰陽(yáng)樹脂兩步 法和酸堿先后分別通過陰陽(yáng)樹脂兩步法。在大型裝置中 一般采用后者。其操作過程如圖： 具體作法是，在反洗分層后，放水至樹脂

9、表面上約10cm處， 從上部進(jìn)入堿液再生陰樹脂，廢液從陰陽(yáng)分界處中排管排出， 接著按同樣的流程清洗陰樹脂。直至排水的OH降至 0.5mmol/L以下。在上述過程中，也可用少量水自下部通過陽(yáng) 樹脂層，以減輕堿液對(duì)陽(yáng)樹脂的污染。然后，由底部進(jìn)酸再生 陽(yáng)樹脂，廢液也由中排管排出。同時(shí)為防止酸液進(jìn)入已再生好 的陰樹脂層中，需繼續(xù)由上部通以小流量水清洗陰樹脂。陽(yáng)樹 脂的清洗流程也和再生時(shí)相同。清洗至排水酸度降到 0.5mmol/L以下為止。最后進(jìn)行整體正洗，即從上進(jìn)水底部排 水，直至出水電導(dǎo)率小于1.5s/cm為止.在正洗進(jìn)程中,有時(shí)為 提高正洗效果,可進(jìn)行一次2-3分鐘短時(shí)間反洗，以消除死角殘 液。

10、v（2） 同時(shí)再生法 再生時(shí)，由上下同時(shí)送入酸堿液，并接 著進(jìn)清洗水，使之分別經(jīng)陰陽(yáng)樹脂層后，由中排管排出。采 用此方法時(shí)，若酸液進(jìn)完后，堿液未進(jìn)完時(shí)，下部仍應(yīng)以同 樣流速通清洗水，以防堿液串入下部污染已再生好的陽(yáng)樹脂。 如圖： 3 陰陽(yáng)樹脂的混合 樹脂經(jīng)再生和清洗后，在投入運(yùn)行前必須將分層的樹脂混合均 勻。通常用從底部通入壓縮空氣的辦法攪拌混合。這里的壓縮 空氣應(yīng)經(jīng)過凈化處理，以防其中有油類雜質(zhì)污染樹脂。壓縮空 氣一般采用0.1-0.15MPa,流量為2.0-3.0m3/(m2.S) 混合時(shí)間主 要視樹脂是否混合均勻?yàn)闇?zhǔn)，一般為0.5-10分鐘時(shí)間,過長(zhǎng)容易 磨損樹脂。 為達(dá)到較好的混合效果

11、，混合前應(yīng)先將交換器中 的水面下降到樹脂層表面上100-150mm處。此外，為防止樹脂 在沉降過程中又重新分離而影響其混合程度，除必須通入適當(dāng) 的壓縮空氣，并保持一定時(shí)間外，尚需足夠大的排水速度，迫 使樹脂迅速降落，避免樹脂重新分離。若樹脂下降時(shí)，采用頂 部入水，對(duì)加速其沉降也有一定效果。 4 正洗 混合的樹脂層，還要用除鹽水以10-20m/h流速正洗，直至出 水合格后（如SiO2含量低于20g/L，電導(dǎo)率小于0.2S/cm）, 方可投入運(yùn)行。正洗初期，由于排出水渾濁，可將其排入地溝， 待排水變清后，可回收利用。 Part 4 EDI設(shè)備 電去離子法（EDI）作為一種水處理技術(shù)在各種領(lǐng)域已有10余 年的商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，它是一種利用電能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化處理的 技術(shù) 。EDI膜堆中各膜對(duì)為板框式組裝，每個(gè)膜對(duì)由精選的離 子交換膜（一張陽(yáng)膜、一張陰膜）及允許水流通過和促進(jìn)水流 在流道中湍流的隔柵組成。另外，交錯(cuò)的膜對(duì)間填充滿象混合 離子交換樹脂之類的離子化導(dǎo)電物質(zhì)。膜對(duì)中對(duì)進(jìn)水起純化作 用的單元稱為淡水室，起聚集離子作用的單元稱為濃水室。多 個(gè)膜對(duì)構(gòu)成一個(gè)膜堆，膜