电厂水处理基本知识

水处理基本知识

混凝剂: 聚合铝(PAC)：

聚合铝是在一定温度和一定压力下，用碱和氧化铝制取的一类聚合物，产品有固体和液体两种。固体外观有无色、浅灰色、淡黄色几种，液体外观有无色、浅灰色、淡黄色或棕褐色几种，是一种透明或半透明液体，无沉淀。

聚合铝适用范围广，对低浊度水、高浊度水、低温水及高色度水均有较好的处理效果；由于处理后，水中中性盐增加少，可节约除盐设备的用碱量，降低除盐设备的运行费用等。 在设备启动或原水浊度低时，为提高混凝效果，可适量投加PAM作为助凝剂。聚丙烯酰胺(PAM)，它是一种非离子型的有机高分子絮凝剂，相对分子质量一般为200万-600万。水解聚丙烯酰胺(HPAM)它是阴离子型絮凝剂，PAM阳离子型是聚丙烯酰胺的霍夫曼反应物。NI+y;

有机高分子絮凝剂，可与PAC联合使用，即作为助凝剂，也可以单独作为混凝剂使用。 (1) 化学方法

化学方法是向水中加入添加剂，以改善混凝过程，提高混凝处理效果，具体方法如下。

①投加碱和酸：对于碱度不高的中、低浊度水，可投加碱[Ca(OH)2、NaHC03、NaOH等]。对于高浊度水或碱度较高的

高、中等有机物水，可投加酸(H2S04、H2C03等)。用以改变水中胶体的电荷，改变混凝剂水解产物的结构并改善其吸附杂质的性质；降低机械杂质的分子电荷，从溶解胶体中转移物质。 ②投加助凝剂：此措施适用于各种浊度和中等有机物含量的天然水或污水。提高细小矶花的有效碰撞率，加速混凝过程。此外，由于聚合物的吸附架桥作用，增加了矶花的密度和强度，有利于矶花的沉降。

③投加膨润土及活性炭粉此措施适用于低温、低浊度水和受有机物污染较严重的地表水。此措施可以加速矶花的形成和沉降，提高对有机物的去除率。

④向水中投加氧化剂(如氯、臭氧、高锰酸钾等)此措施适用于微生物和有机物含量较高的水。它可以破坏亲水性的有机物和稳定的分散杂质。 (2) 物理方法

物理方法是改善混凝过程的物理条件，从而提高混凝处理效果，其具体方法如下。

①将水温调整到25-30℃此措施可创造矶花形成的最佳温度条件，增加矶花的粒度和强度，适应于低温水。\ ②在澄清池的分离区或清水区加装斜板或斜管此措施可以缩短矶花的沉降距离，提高沉降效率，降低处理水的浊度。此措施适用于各种水。

③预先对原水进行曝气吹脱处理此措施可以去除水中

挥发性有机物和溶解、分散气体，防止澄清池水面出现泡沫和矶花上浮，提高澄清池出水质量。此措施适用于含有较多挥发性有机物，受有机物污染较严重的天然水。)m3r ~q%n

④在矾花形成的开始阶段用空气进行搅拌此措施可强化矶花形成，氧化有机化合物和二价铁盐，防止矾花上浮。此措施适用于各种水。

影响过滤的主要因素有以下几点: (1)滤料的粒径和滤层的高度

在过滤设备的运行中，悬浮颗粒穿透滤层的深度，主要取决于滤料的粒径，在同样的运行工况下，粒径越大，穿透滤层的深度也越大，滤层的截污能力也越大，也利于延长过滤周期。增加滤层的高度，同样有利于增大滤层的截污能力。但是应当指出的是截污能力越大，反洗的困难也同样增大。3x B,W2JF.v8VR jwZ

(2)滤料的形状和滤层的空隙率

滤料的形状会影响滤料的表面积，滤料的表面积越大，滤层的截污能力也越大，过滤效率也越高。如采用多棱角的破碎粒滤料，由于其表面积较大，因而可提高滤层的过滤效率。一般说，滤料的表面积与滤层的空隙率成反比，孔隙大，滤层的截污能力大，但过滤效率较低。 (3)过滤流速

一般所指的滤速，是在无滤料时水通过空过滤设备的速

度，也称为“空塔速度”。过滤设备的滤速不宜过慢或过快。滤速慢意味着单位过滤面积的出力小，因此为了达到一定的出力，必须增大过滤面积，这样将大大增加投资。滤速太快会使出水水质下降，而且因水头损失较大，而使过滤周期缩短。 在过滤经过混凝澄清处理的水时，滤速一般取8-12m/h。

(4)进水的前处理方式S:

滤层的截污能力(又称泥渣容量)，是指单位滤层表面或单位滤料体积所能除去悬浮物的重量，可用每平方米过滤截面能除去泥渣的千克数(kg/m2)，或每立方米滤料能除去泥渣的千克数(kg/m3)表示。Qo:h xQ)R.c (5)水流的均匀性 P x;IBjp

过滤设备在过滤或反洗过程中，要求沿过滤截面水流分布均匀，否则就会造成偏流，影响过滤和反洗效果。在过滤设备中，对水流均匀性影响最大的是配水系统，为了使水流均匀，一般都采用低阻力配水系统。

压力式过滤器

所谓压力式过滤器是指设备在一定压力下工作，通常外壳为一个密闭的钢罐。压力式过滤器可分为单流和双流两种，单流式过滤器的滤料还可分为单层、双层和三层。

运行时，进水从进水管进入过滤器，经进水挡板均匀

配水，自上而下通过滤层。清水经滤嘴(水帽)收集后，由出水管引出。

①当过滤阻力达到一定值时，停止运行，进行反洗。反洗方式可根据需要采用水冲洗或辅助空气冲洗、辅助表面冲洗。采用辅助空气冲洗时，一般先将过滤器内水垫层中的水放至滤层边缘，然后从底部送入压缩空气冲洗滤层，再用气、水同时冲洗，最后单用水冲洗。待滤层洗净后，停止反洗，进行正洗，待正洗水质合格后，进入下一周期运行。

②过滤速度 单层滤料时为8-10m/h；双层滤料时为10-14m/h；三层滤料时为18-20m/h。用做接触凝聚过滤时，过滤速度应适当降低。

③过滤周期一般以水头损失控制，单、双层滤料时采用49-59kPa，三层滤料时采用98kPa。

④冲洗强度 单层滤料时采用10-15L/(s.m2)，双层滤料时采用5-18L/(s.m2)，三层滤料时采用18-20L/(s.m2)。以滤层膨胀率达到40%-50%为宜。 ⑤冲洗时间5-7min。

活性炭过滤器在锅炉补给水处理中的作用：

锅炉补给水用自来水作为水源，自来水中的游离氯，会氧化离子交换树脂，因此必须除去水中的余氯。此外，当原水被有机物严重污染时，往往需要进行氯化处理，并维持水中有一定余氯，此时也要求除去水中的余氯。

混凝、澄清、过滤处理，只能除去水中部分有机物，对COD的去除率一般只有40%左右，当原水有机物含量较高时，将会造成阴树脂的有机物污染。

除去水中的余氯和进一步降低水中有机物含量，活性炭吸附处理是一种行之有效的方法。

水的预处理活性碳过滤器主要用来去除水中余氯及有机物，多层过滤床的作用主要是用来降低水中的浊度。 活性碳过滤

１.粒状活性碳使用前的处理：用5%(体积分数)的盐酸溶液浸泡活性碳，12-24h后，弃去废酸液。用除盐水正洗，除去活性碳中残留的HCl(以5%AgNO3溶液检验)，然后以除盐水反洗。弃去存水，刮去上层炭末，最后以除盐水正洗到硬度(1/2Ca2++1/2Mg2+)<10μmol/L。 ２.水质要求：

进水水质：进水浊度≤2mg/L，进水余氯≤1mg/L； 出水水质：出水CODMn<2.0mg/L，出水余氯<0.1mg/L；%q&L4V)D_#C6J^5@4P

出水CODMn与总阴离子含量之比：小于0.004。 (1)运行流速 5-15m/h；

(2)工作压力 ≤0.6Mpa；X3si,n5nq (3)碳层高度 ≥2000mm；

(4)运行周期 24h左右反洗一次，或进、出口总压差

升到0.05-0.1Mpa时需要反洗。

3.粒状活性碳过滤器反洗再生操作步骤： (1)反洗方式：放水，空气擦洗，最后水反洗； (2)空气擦洗强度：≤20L/(m2.s)f-t{0Qi (3)水反洗强度：≤14L/(m2.s))S+uN:rO5p J (4)水正洗强度：≤1.5L/(m2.s)/TH*{2D. (5)气擦洗时间：15-20min (6)水反洗时间：20-30min

(7)水正洗时间：120min或出水变清时结束。 (8)失效标准 CODMn去除率≤20% (9)年损耗率 ≤5%

当水中有机物含量少时，粒状活性碳层高可选0.6-1.5m，当有机物含量多时，层高可选1.5-3.0m。运行流量(以1m3活性碳计)为8-12m3/h，当截污过多和活性丧失时，可进行反洗和再生，其操作步骤如下。活性碳过滤器再生方法：kY4lmS*l 1.反洗强度8-10L/m2.s，时间15-20min； 2.蒸汽吹洗，0.3Mpa的饱和蒸汽吹洗15-20min； 3.碱洗：用4%-6%左右NaOH，温度40℃，淋洗滤料层，用量为滤料体积的1.2-1.5倍；

4.正洗：用软水清洗至出水合格时为止。 &V%K.eB2V-H

活性炭完全失效后，可在 1000℃下熔烧再生。

新树脂的预处理

1.阳树脂的预处理

a)水清洗(先反洗后正洗，洗至排水无色和无泡沫时为止)；

b)用约为树脂体积2倍的2%-4%NaOH溶液浸泡4-8h； c)排掉碱溶液，用水清洗至排液碱度小于20mmol/L d)通入约为树脂体积2倍的5%HCl溶液浸泡4-8h； e)排掉酸溶液，用水清洗至排水酸度与进水强酸阴离子总和相近时为止。

2.阴树脂的预处理

a)水清洗(先反洗后正洗，洗至排水无色、无味和无泡沫时为止)；

b)用约为树脂体积2倍的5%盐酸溶液，浸泡4-8h； c)排掉盐酸溶液，用水清洗至排酸度<20mmol/L时为止；

d)通人约为树脂体积2倍的2%-4%的NaOH溶液，浸泡4-8h；

e)排掉碱液，用H+交换水清洗至排水接近中性为止。6u'@ q_R

在处理过程中，氢氧化纳溶液的配制和浸泡后的清洗，应使用纯水、H+交换水、软化水，以免产生大量沉淀。 N$B`6N1X1Z }y

浮动床工艺：dTc5[,R [SA]3z

所谓浮动床，就是运行时水流方向是自下而上，再生时，再生液的流动方向是自上而下，正好与逆流再生的流向相反，是对流再生的另一种形式。

目前的浮床工艺又可分为交换器内充满树脂和不充满树脂两种，我国使用的浮床多为前者，实质上它是一个满室床，并无法浮动。

对于充满树脂的浮床设备，在投运时，树脂(再生态)基本充满交换器。因此，在运行初期和中期交换器停止运行，由于树脂层不可能发生扰动，也就不会对出水水质和树脂的工作交换容量产生影响。但在运行后期，由于树脂转为失效型，树脂体积会收缩，这时会出现一个小的水垫层，同时保护层也已很薄，此时停运后再次起床，对出水水质和工作交换容量会产生一定的影响。装满树脂的浮床，因为去掉了反洗空间，运行的稳定性得到了提高，但却带来了无法反洗的缺点。为此，浮床设备要求进水浊度严格，而且必须设有体外清洗装置。

不充满浮床保留了交换器内的反洗空间，可以进行反洗。由于这一空间的存在，运行中将出现部分树脂的浮动现象。浮动树脂的多少取决于交换器内上部空间的大小和起床时的流速。但至少应有40%的树脂，在运行中呈压实状态，以保证出水的质量。对于此种浮床，在运行初期，交换器下部就会出现水垫层，所以为了防止乱层，不能停止运行。

1.浮床交换器的结构

底部进水装置:有多孔板水帽式和穹形孔板石英砂垫层式等。大、中型设备使用最多的是穹形孔板石英砂垫层式。石英砂层在流速80m/s以下不会乱层。但当进水浊度较高时，会因截污较多，造成清洗困难。Se+fAnAX fx%^F0j

顶部出水装置:有多孔板夹滤网、多孔板加水帽和弧形母管支管式等。前两种装置多用于小直径设备，后者多用于大直径设备。弧形支管上开孔，外包塑料窗纱和40-50目涤纶滤网套。将支管制成弧形，是为了减少树脂层向上移动时对支管的冲击，防止支管在运行中弯曲或断裂。另外，还可减少水流死区，有利于清洗。多数浮床出水装置兼做再生液分配装置，但由于再生液流量比进水流量小得多，很难使再生液分配均匀。因此，有的设备还是增设了环形多孔管再生液分配装置。

倒U型排液管:浮床再生时，由于交换器内树脂层以上空间很小，水垫层很薄，操作上稍不注意，就会造成再生液排干，空气进入，影响再生效果。为了解决此问题，常在再生排液管上加装倒U型管。倒U型管的顶部应高于交换器的最高点约 50-100mm，并在U型管的最高点开孔通大气，防止发生虹吸现象。Q~Pv\

在交换器顶部设塑料白球层:为了防止破碎或细小树脂堵塞顶部出水装置，在交换器顶部加装塑料白球，塑料白球的粒径为1.0-1.5mm，密度小于1g/mL( 一般为0.2-0.4g/mL)，装填

高度为200-300mm。 塑料白球应有一定的刚度，不能太软，还应有良好的化学稳定性，不会恶化出水水质。同时，对再生液没有吸附能力，否则会延长清洗时间。还应该指出的是，加装的塑料白球层还可以改善再生液分配的均匀性。-e!b'SXgD)r 2.浮动床设备的运行、再生.GID3|#KEd 浮动床设备运行、再生工艺参数

项目 强酸阳浮床 强碱阴浮床 4B'm:KW~qE6BR

运行 流速(m/h) 30-50 30-50 终点 Na+含量>30μg/L SiO2含量≥100μg/L E#C5FB,k T

电导率≥5μs/cm no*Q\落床 靠树脂重力自然下沉 再生 再生剂用量

(g/mol) H2S04 HCl NaOH :G8^j3y @4}2o^S

55-65 40-50 50-60 流速

(m/h) 7-10 5-7 6-7 浓度

(%) 1.5-3 3-8 1.5-2.5 4b9e?%M\\\\1ePj+VC d

置换 流速(m/h) 6-7 6-8 时间(min) 30 35 \jv7d

终点 酸度<10mmol/L 碱度<10mmol/L 清洗(小反洗) 流速

(m/h) 10-15 10-15 10-15 时间(min) 循环洗 流速

(m/h) 30-50 30-50 10-50 时间(min) 水耗

(m3/m3) 1-3 1-3 1-3 成床速度

(m/h) >10 >10 >7

工作交换容量mol/(m3树脂) 强：850-950 强：900-1000 强：350-400

弱：1400-1700 弱：1500-1800 弱：800-850 6C h:e#I(Jx&_W#n

注: 1. 防止乱层和落床的最低流速: 阳床>10m/h，阴床>7m/h。,tC8l s&dA_Y5h

2. 体外清洗周期与进水浊度、周期制水量等有关。一

般间隔时间，阳床为15-30d，阴床为1-3个月。体外清洗后，再生剂量应增加50%-100% 。

3. 反洗流速10-15m/h，时间15-25min。G;T+a b of2HQ C}

浮动床的运行过程为:制水→落床→进再生液→置换→成床→向上流清洗→制水。上述过程构成一个运行周期。在整个运行过程中，将定期进行体外清洗。T0~8w9rQ7Bh D,m/l0V 由于浮动床内树脂是基本装满的，无法进行体内清洗。当树脂需要清洗时，将其转移至专门设置的清洗罐中进行。清洗罐的容积应能满足一台浮动床全部树脂反洗用，还应允许树脂在罐中具有反洗展开率60%的空间。阳、阴清洗罐应各设一台，以免造成混脂。清洗罐中最好设有压缩空气装置，以便使用空气擦洗技术，提高清洗效果。 3.浮动床的工艺特点

浮床是对流再生的一种形式，它在运行和再生中的离子排代情况与逆流再生相同，所以它具有和逆流再生相同的优点(如出水水质好，再生比耗低等)。此外，它还具备以下一些自身的特点。Z*{$fo8G4]^DT8w

a.再生时，再生液自上而下，较逆流再生更能保证树脂层处于稳定压实状态，不会出现乱层现象，且操作简单。另外，由于省去了容易损坏的中排装置，也提高了运行的可靠性。6C2X(jI*h(b

b.浮动床由于其水流方向和重力方向相反，在相同流速条件下，与水流从上而下的流向相比，树脂层的压实程度较小，因而降低了水流阻力。e0Q/T-KNu\

c.浮动床设备由于树脂充满交换器，所以，其空间利用率可达95%以上，而顺流再生设备和逆流再生设备空间利用率只有60%。^s9Z?:V^%?

d.浮动床由于节省了反洗用水，再加上水垫层空间很小，清洗水耗也可降至树脂体积的2倍，因而总的自用水耗可降至5%以下。r G1H8b]

4.浮动床工艺虽然有很多优点，但也存在以下不足： J&b:{$R2rdt*x

a.需要增设专门的体外清洗罐，因而增加了投资和体外清洗操作的复杂性；l8S{B?,Q` MecL1Z

b.运行周期的最后阶段，如果中断运行，有可能造成树脂乱层，影响出水水质和周期制水量；#Ap0G7|+@.L

c.由于浮动床无法反洗，因此对进水浊度要求严格，一般应<2mg/L，否则会使树脂层阻力升高，影响设备正常运行； d.浮动床内的碎、细树脂集中在树脂层的顶部，而运行时，水流自下而上，容易将其带出，阳树脂带入阴床，会引起出水电导率上升，阴树脂带入热力系统，会造成热力设备腐蚀，为此，浮动床出水管道上应装设树脂捕捉器。5tUE/kt-{6qEY

un*arPm#lE

阳浮床再生步骤 qvcb rTOS h 序

号 注 KlfM8o

阀 阀 qWG|q5l

1 2 3 4 5 6 7O`P} KeoS 1 行 2 运 3 射 *^ a:I1]1Y1@f P

操作步骤 开启阀名称及阀号 进水阀 出水阀 进酸反洗排水阀 排水阀 排气运

● ● 停

预喷

● ● 备

4 进

酸 ● ● #P IMA-_ 5 置

换 ● ● 6 清

洗 ● ● .M)tI&T8gzH 7 循环

洗 ● ●

阴浮床再生步骤3~WiaEwS F 序

号 操作步骤 开启阀名称及阀号 注

进水阀 出水阀 进碱阀 反洗排水阀 排水阀 排气阀

1 2 3 4 5 6 ,Y{ j ` ya&OVT

备1 运

行 ● ● `u WQ | 2 停

运 (MO%B/I~N 3 预喷

射 4 进

碱 5 置

换 6 清

洗 ● 7 循环

洗 ● ip Dy? $~bQ_^U6E

● ● ● ● ● ●●●强、弱树脂联合应用的特点：

强型、弱型树脂联合应用是指同时使用强、弱两种树脂来去除水中离子的除盐工艺。

联合应用的特点：mp2r,O d)l2W

1.强型树脂具有交换的彻底性。它能除去水中的全部离子。因此，当原水含盐量不太高时，只用强酸、强碱树脂进行水的化学除盐，也可获得合格的除盐水。但强型树脂也存在以下缺点：

a.交换容量低。在经济比耗下，强酸树脂的交换容量仅800-1000mol/m3。强碱树脂交换容量更低，用一般工业碱再生时，只有250-300mol/m3。:H-\\\\~[P:D!l

b.酸、碱比耗大，制水成本高。排放的废酸、碱量大，对环境的污染较严重。

c.不适用于含盐量较高的原水。当原水含盐量较高时，运行周期短，再生频繁，影响安全供水。

2.弱型树脂虽然不能除去水中的全部离子，但它却具有工作交换容量高和再生剂比耗低的优点。因此将强、弱两种树脂联合应用于水的化学除盐，可以发挥此两种树脂的优点，又可相互弥补其缺点。e,Jz Oj|;N;@r q

原水首先经弱型树脂，除去水中大部分离子，然后再经强型树脂，彻底除去水中的离子，从而保证出水水质。再生时，则相反，再生液先再生强型树脂，然后再生弱型树脂，从而使排

出废液中的再生剂降至最低水平。同时再生液先通过强型树脂，后通过弱型树脂，这样可以使强型树脂的再生水平大大提高。如此既提高了强型树脂的工作交换容量，也保证了出水水质。 \\\\lHd pu!O

在联合应用工艺中，两种树脂的特长都得到了充分发挥，再生比耗只有1.O-1.2，阳离子交换工艺的平均工作交换容量达到1300-1700mol/m3。阴离子交换工艺的平均工作交换容量可达到600-900mol/m3。

3.采用联合应用应注意的问题：By+Z?9N:N1_ d a.应尽量利用对流再生原理。两种树脂比例应尽量接近计算比例。两种树脂装填高度均不应低于最低极限层高:弱型树脂不低于600mm；强型树脂高度在流速2Om/h时不低于600mm(001×7)和800mm(201×7)，在流速40m/h时，不低于800mm(001×7)和1000mm(201×7)。在弱型树脂层中水的流速宜不大于20m/h。f ~1qN!TSr`

b.在采用双层床等特种工艺时，应确保两种树脂分层良好。在选用弱酸树脂时，应选择具有一定刚度的树脂，以防止在运行过程中结块，影响再生和运行。'o6M3z1o!A.`

c.防止胶体硅的析出。提高再生液的温度(35-40℃)，也有助于防止胶硅的析出。 NGD gp7W

d.控制好弱碱树脂的运行终点。处于前面的大孔弱碱树脂，由于它对有机物具有较好的吸着和解析能力，保护强碱树脂。

/H]U ]kb(Z

离子的电导率(25℃) μs/cm/每mg/L 阳离

子 Na+ K+ NH4-N Ca2+ Mg2+ 电导

率 2.13 1.84 5.24 2.60 3.82 GkIX)H 阴离

子 Cl- F- NO3-N HCO3- CO32- SO42- 电导

率 2.14 2.91 5.10 0.715 2.82 1.54 O;Ap2m6W2}|y 混合床除盐r.x!SAA

混合床(以下简称混床)是将阳、阴两种树脂(通常为强型树脂)按一定比例装入同一个交换器中，在两种树脂混合状态下，同时进行阳、阴离子交换反应的设备。 1.混合床的作用

除了原水水质中含盐量很低(小于200mg/L)及设备出

力非常小的情况，很少用混床单独处理原水，因为这样做不经济(酸、碱耗高)。当原水含盐量达一定值，单用混床不能制出合格的除盐水。混床的作用主要有以下两点：

①进一步提高出水水质。经一级除盐系统处理过的水，往往不能满足高压以上锅炉对补给水质的要求，所以将混床串联在一级除盐后，进一步提高出水水质。此时出水电导率可达0.1-0.2μS/cm，Si02 含量小于2Oμg/L，pH值接近中性。 ②在一级除盐设备监督不及时的情况下，瞬间会造成水质恶化，影响锅炉给水水质。一级除盐后串接混床，作为一个再净化设备，可以保证除盐设备的出水水质一直稳定。m m7AO B U}J1u

在混床运行中，由于阴、阳树脂互相渗入，接触紧密，所以阴、阳离子的交换反应几乎是同时进行的。或者说水中阳离子交换和阴离子交换是多次反复进行的。因此，阳离子交换产生的H+离子和阴离子交换产生的OH-，都不会累积起来，而是互相中和生成H20，这就使交换反应进行得十分完全，出水水质极好。\

混床中的树脂失效后，应先将两种树脂分离，然后分别进行再生和清洗，再生、清洗后，再将两种树脂用压缩空气混合均匀，重新投入运行。

体内再生混床内的主要装置有：上部进水装置、下部配水装置、中间排液装置、进酸/碱装置及压缩空气装置。

2.混床树脂的选用和配比

混床树脂选择既要考虑失效树脂的分层也要考虑再生树脂的混合。

混床选用粒径稍大的树脂，以降低混床的阻力，同时要求粒度均匀，一般控制在0.45-0.65mm。为保证树脂分层良好，两种树脂的湿真密度应有一定的差别，一般应大于0.15g/mL。 当然，混床最好采用均粒树脂(目前国内已有生产，这种树脂90%以上树脂的粒度范围在±0.1mm以内)，树脂配比通常采用的阴:阳树脂的体积比为2:1。9MnK5Ze 3.混床的运行

混床作为二级除盐运行时失效标准为:出水电导率为0.2μS/cm或Si02含量为20μg/L。当出水水质超过此标准时，应停运再生。

混床出水中CODMn和电导率间的关系

CODMn/(mg/L) 0.6 O.34 0.24 0.12 0.08 7x7AkE0q0jY u 电导率

(25℃)/(μS/cm) O.3 0.27 O.24 0.17 0.16 1]3FB lm2n 4.混床的再生2D,D WNj;i7O BB

混床的再生方式可分为体内再生和体外再生两种，一般

用于锅炉补给水处理的混床，都采用体内再生。X_JO0S ~ l 混床的再生操作分为下列步骤：Do;?'T4zb

①反洗分层 借助反洗的水力，使树脂悬浮起来，并使树脂层达到一定的膨胀率，从而使阴、阳树脂达到分层的目的。分层以后，密度较大的阳树脂在下部，密度较小的阴树脂在上部。如果分层良好，可在两层树脂之间观察到明显的分界面，反洗分层时，反洗流速一般为10-12m/h，反洗时间约15-20min，树脂层的反洗膨胀率应达到80%-100%。反洗完毕，缓慢地关闭进水阀，使树脂平稳沉降。

新投入运行的混床，阳、阴新树脂有互相抱团现象，造成分层困难。混床中新树脂抱团，是因为阳树脂表面的阳电荷与阴树脂表面的阴电荷间发生静电吸引的缘故。为了消除抱团现象，在分层前，先用碱液通过树脂层，即可消除抱团。用含一定电解质的水(如阳床出水)作为反洗分层水，也可消除抱团。 ②静置 为了使悬浮状态的树脂颗粒沉降下来，反洗后，需静置5-10min。

③再生 对于体内混床的再生，按进酸、碱和清洗步骤的不同，可分为两种再生方法：两步法和同时再生法。 a.两步法 其具体操作是：反洗分层后，将交换器中的水放至树脂层表面以上约100mm处，从上部进入碱液，再生阴树脂。废液从中间排液装置排出口碱液进完后，按同样的流程和流速，用除盐水进行阴树脂的置换和清洗，清洗至排水OH-碱度

至0.5mmol/L以下。在阴树脂再生和清洗时，由交换器下部进水，通过阳树脂层，从中排排出，以阻止碱液向下渗透而污染阳树脂。阴树脂再生后，接着进行阳树脂再生，酸由底部进入，废液从中排装置排出。同时，为了防止酸洗进入己再生好的阴树脂层，需继续自上部通以小流量的水清洗阴树脂。酸液进完后，按同样的流程和流速，对阳树脂进行置换和清洗。清洗至出水的酸度降至0.5mmol/L为止。 x$L-d Ohn X;v.u

b.同时再生法 此法为同时从上部进碱和下部进酸，进行再生，再同时进行置换、清洗，废液均从中排装置排出。!iz J?8\\\\,J TM)M+P

同时再生法比两步法再生时间短，但操作更应精心。混床的再生水平，阳树脂可选择80g/L(HCl/R)，阴树脂可选择100-120g/L(NaOH/R)。 混床再生操作步骤 序[ ]c6c3G%\\\\]

号 操作步骤 开启阀名称及阀号 备注 A{x#m7u2Cut

进水阀 出水阀 反洗水阀 反洗排水阀 排水阀 清洗水阀 进酸阀 进碱阀 中排阀 空气阀 排气阀

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 1 运

行 ● ● V=40-60m/h 2 停

运 3 反洗分

层 V=10m/h 15min 4 沉

降 n 7|@0Itj2dvO1~d 5 强迫沉

降 ● :JL6~h;S/t 6 预喷

● ● ● ●● t=5-10mi

射 ● ● ● t=1min 7_@ Z i ngZ!i~\\\\bK 7 进

酸 ● 4%NaOH C7z.g,} u,iE!Y 8 碱 t=4Omin Bj'fk'F2| 9 换 ● t=20min W}!vE1k'W;s S j\\\\2P~d'W 10 洗 11 水 ● V=5m/h进

● ● V=5m/h 置

● ● V=5m/h 清

● ● t=1min排

●，● 放水至树

● 脂面上约100mm \12 树脂混

合 ● ● 空气压力98.07-147.11Kpa气量2-3(m3/m2.min) t=0.5-1min \13 满

水 ● ● 16 最后正

洗 ● ● V=15-30m/h 4n5H }9t5m:_9P

④阴、阳树脂混合 首先将交换器内的水位放至树脂层上约100mm处，用经过净化的压缩空气进行树脂的混合，压缩空气的压力为0.1-0.15MPa，流量为 2.5-3.Om3/(m2.s)，混合时间3-5min。

⑤快速排水落床。

⑥最后正洗 混床充满水后，用一级除盐水进行正洗，清洗流速10-30m/s，直至出水合格为止。 离子交换除盐设备运行中易出现的问题：6@mE.[%] x 1.离子交换树脂性能劣化

a.树脂颗粒的破碎 e/f:hZ&j-Y

当树脂破碎严重时，将会造成水流阻力的急剧增加，从而使设备出力达不到要求，影响正常运行。在正常情况下，树脂的年损耗率为001×7<5%，201×7<10%，当树脂的损耗超过正常值时，除了检查树脂的流失情况外，还应考虑树脂是否存在破损问题。}H&b-d\\\\,d!mY

造成树脂破损的原因有:制造质量差，树脂受冻，树脂反复干燥、湿润等，可以针对存在问题采取相应措施解决。 Z2N:m3d4g,D3u-m*F8i8R b.树脂的氧化和降解

阳树脂的氧化 自来水中残留的活性氯，是造成强酸阳树脂氧化的主要原因。阳树脂氧化后，外观表现为色淡、透明度增加，树脂体积增大并破碎，引起树脂体积交换容量减少，树脂层压力损失增大。/s2MhXea

强酸阳树脂氧化后的性能变化G0f2JV H

装置序号 运行时间/月 原水中Cl2含量/(mg/L) 体积中性盐分解容量/(mmol/mL)① 膨胀率/% 1kvW? C1T0Hsn

1 6 0.6-0.7 0.9 52 2 7 0.6-0.7 1.24 35

3 13 O.6-0.7 1.45 23

4 24 O.4-0.6 1.37 28 ①新树脂为1.9mmol/mL 。 1)防止阳树脂氧化的解决方法如下:

(a)严格控制加氯量，使进入除盐设备的水中游离氯含量小于0.1mg/L。

(b)添加Na2S03等还原剂。对于1mg/L的Cl2，加入2mg/L的Na2S03，即可完全除去。0sM u*b4]#k 添加Na2S03 的效果

装置序号 运行时间/月 Na2S03添加情

况 体积交换容量/(mmol/mL) OIX;Z U} j)O1J

1 6 未添加 O.9 5u(lp:K 2 12 添加 1.86 {/Oy5] L#t8u'k9F

3 12 添加 1.90 joty(H (c)用活性炭吸附

用活性炭去除游离氯的原理，不单纯是吸附作用，而是一种表面上的化学反应，当活性炭表面吸附的氯达到一定浓度时，就会发生下列反应： Cl+H20-→HC1O+HCl C*+HClO-→CO*+HCl

式中，C为活性炭；CO为活性炭表面上生成的氧化物。 用活性炭吸附比加还原剂经济，因为用活性炭除活性氯与用活性炭除有机物不同，可以采用较高的流速(约50m/h)，处理水量大约是活性炭量的10万倍，活性炭大体可用二年到一年半左右。

2)防止强碱阴树脂降解的方法:

(a)使用真空除碳器，在除去水中C02 的同时，减少了阴床进水中的含氧量；

(b)采用高质量的碱，即NaCl03和含铁量较低； (c)严格控制再生液温度，I型树脂不得高于40℃，Ⅱ型树脂不得高于35℃。?'p2Fx*d 2.树脂污染：

树脂为多孔网状立体结构，多孔网眼是离子在树脂内部扩散进出的通道，通道内壁具有众多的功能基团，是离子交换反应的活性点，一旦此活性点被覆盖，离子交换过程就无法进行。在离子交换过程中，交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质，容易被交换或吸附到树脂上，而在再生时却难以洗脱下来，从而阻碍了离交换反应的进行或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物，并沉积在树脂内部，阻塞了离子交换的通道。 A0_-R4[.|NM

a.混凝剂过量引起的污染 为了解决水中悬浮物的问题，预处理中通常要投加混凝剂，一旦混凝剂投加的量不合适

在水中有机物含量一定时，与水中总阴离子量成反比及采取措施见下表。

进水CODMn(mg/L)/总阴离子量比值与防止有机物污染的措施U[@ EA!t)ln

进水CODMn(mg/L)/总阴离子量① 防止树脂有机物污染的措施

<0.004 不采取措施

0.004-0.008 采用凝胶均孔树脂② }9uWr {;n6F?:|

0.008-0.015 采用有机物清除器

>0.015 采用加Cl2处理、凝聚过滤 +d`[CW g!H#t8L

①CODMn测定方法为27℃KMn04氧化4h的方法。总阴离子量(以CaC03计)单位为mg/L。

②如国外IRA-402树脂。P3m0x4ep d)]5B#Z (d)有机物污染树脂的复苏!``&D8M\

当树脂吸着的杂质，不能用正常再生方法置换出来，而需定期进行一些针对性的处理，以提高树脂交换性能的方法，称为树脂的复苏。

对于被有机物污染的强碱树脂，通常用氯化纳加氢氧化纳的混合溶液进行处理，复苏液的配比常用10%的NaCl加入2%-4%NaOH溶液，在40℃下浸泡16-48h。

由于氯化钠与氢氧化纳溶液混合后，会生成大量沉淀，所以用混合溶液处理后，应再用盐酸进行处理。对于被有机物污染不很严重的树脂，用此法处理时，树脂易漂浮在混合溶液之上，影响处理效果，实际操作时，应加以注意。Z1^8Zp&eE)h R7BQ2q)@ 两次复苏处理的间隔时间与进水的污染指数、树脂类型和有机物的组分有关，一般情况下，强碱树脂每6-12个月复苏一次。,TcRfUo4_ s

阳离子交换树脂在水处理系统中主要用来除去天然水中的阳离子。由于阳离子交换树脂在处理系统中的位置相对靠前，它所受到的污染有别于阴离子交换树脂，受到污染的阳离子交换树脂通常会发生周期制水量减少，工作交换容量下降，出水水质恶化等现象，而且会对后续的阴离子交换树脂的制水过程产生不利的影响。

3.设备故障

a.中间排液装置的损坏

b.顶部装置的损坏 对于浮床等向上流的交换器，运行时顶部装置容易损坏，损坏的主要原因是树脂层顶部干层，底部进水流速高时，树脂层活塞式移动，压向顶部装置，而造成损坏。b5S\\\\,}+@}

改进措施为：使用弧形支母管式顶部装置；底部进水时，先用小流量水流充满树脂层，然后再逐渐增大水的流量。 对采用弱型树脂的浮床，如果在装填新树脂时，未考

虑足够的可逆或不可逆的转型膨胀空间，树脂失效膨胀时，也会损坏交换器的顶部装置。4M-h4~Qg!a3N\

c.多孔板弯曲变形 在双室双层浮床中，水流自下而上流动，树脂层上部小颗粒和破碎树脂，容易堵塞多孔板上水帽缝隙，造成多孔板两边压差增加，严重时会造成多孔板弯曲变形。另一个造成多孔板变形的原因是，在装填树脂时，未考虑足够的树脂可逆或不可逆膨胀空间。

解决此问题的办法是：及时进行体外清洗，及时去除细小和破碎的树脂。装填树脂时，应按实际测量的树脂转型膨胀率，留有适当的空间。R%r3`.xw

d.水帽的损坏和脱落-M4t9f%f#m;o\

解决此问题的办法是：选择质量好、强度高的水帽。~5}G7g1MD v}U

e.石英砂垫层乱层 当反洗操作不当或反洗水从局部冲出，都会造成石英砂垫层乱层。当石英砂层积污而使石英砂层结块，在反洗时也会造成乱层。pY$[9s,yPVy

解决此问题的办法是:石英砂垫层应严格按照级配逐层铺垫，每层的厚度必须符合要求，铺垫完成后，装入树脂前，可进行反洗试验，要求在流速达40-60m/h时，石英砂层不乱层、不移动。石英砂垫层下面的穹形多孔板的中心，不应开孔，以避免底部进水流速过高冲乱石英砂层。如果穹形多孔板是全部开孔的，可在穹形多孔板下面加装挡板，以分散水流。进水浊度应符

合除盐设备进水水质要求，以防石英砂层结块。在反洗操作时，开始应缓慢地进水，然后逐渐加大流量。 4.运行及再生操作中的问题

a.再生液漏入除盐水中。?M7d ~$Y{5E a

再生液漏入除盐水中会造成出水水质严重恶化，威胁锅炉设备的安全运行。为防止此类事故的发生要首先检查再生液入口阀门是否关严，有无泄漏等情况，并及时消除之。{5u R4NDG+k/x

b.再生液质量引起的问题。

c.离子交换器过度失效\

离子交换器运行中，未能及时捕捉到失效点，以致造成出水质量恶化。阳床过度失效，会使出水含钠量明显增大，严重时还可能造成硬度的漏过。阴床过度失效主要是硅酸的漏过，严重时会发生强酸漏过，造成热力设备腐蚀。}eA `Ywv0J'y a 防止过度失效的办法是:加强出水水质的监督，特别是当交换器接近失效时，要缩短检测间隔，增加检测次数。采用在线分析仪表监督出水质量(阳床可使用差值电导式失效监督仪，阴床最好使用微量硅酸根自动分析仪)。 d.运行操作不当

某厂新树脂装入后，未进行彻底冲洗和预处理，就直接再生投入运行，造成炉水严重起泡沫和炉水氯离子极高，影响了热力设备的安全运行。

水处理单元运行需检测项目：

1、化学除盐水处理系统设置的在线仪表%d r2pp9w'I Q 1.阳床出口设钠度计或失效监督仪 2.阴床出口设电导仪、硅酸根自动分析仪 3.混床出口设电导仪、硅酸根自动分析仪 4.反渗透进水设PH计、电导仪({.j L&b y 2、水质的日常分析频度

除盐水处理系统：每二至四小时分析一次电导率、二氧化硅(必要时)、PH。

3、水质定期分析项目及测定频度 ET e|7K

分析项目 测定频度 +Ni.p%I@+M5l(\\\\ 分析项目 测定频度 -_hS7W5j3D6} 原水 除盐水 高纯

水 原水 除盐水 高纯水 3l}S%F _Nx/E/J PH

浊度6CTfF8X 导电率y4Y\总固体m9atRu Hm/w5rW4x 总硬度/]Kd6?3A6x'y}Q ?

Cl- RZ;K,D5d b F SO42-'T)B)Dad\

M-碱度 MF WfIpO+sl#F W3E4AvT%SY0? W} Z4OU-o L2~ z)| M M W

ML}MjP q%~:P9^ M D -N&vQ(Pq D

D D&W];C:qw4a7aq -)C ZR J a,x D 硅 微量硅

胶体硅8M i(T? Cw[1T Z 总铁r'oyA#ao+}

微量铁%F'w~W9\\\\`%zMa;uW;g 微量铜 油 M -

M(}$t)_0}P o

M0}%G6Nd+Z9\\\\y{&g - M

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Wl\\\\G%qSa}\?;E6p(V Dz s!O W hQh$Xb7})r(h

注：1.以上为设有在线水质分析监测仪表的除盐水系统的定期分析项目及频度。在水源水质变化季节，测定频度应适当增大。 2.表中测定频度符号的含义：M—1次/月 W—1次/周 D—1次/日

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