混床设备

混床基本介绍：

     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。混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。同步再生式混床在运行及整个再生过程均在混床内进行，再生时树脂不移出设备以外，且阳、阴树脂同时再生，因此所需附属设备少，操作简便。

　　混床处理工艺的设备包括混合离子交换器和体外再生设备。其中体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。树脂的分离再生工艺有三种。

混床设备优点：

    1、出水水质优良，出水pH值接近中性。

　　2、出水水质稳定，短时间运行条件变化（如进水水质或组分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。

　　3、间断运行对出水水质的影响小，恢复到停运前水质所需的时间比较短。

　　4、回收率达到99.99%

混床构成及性能：

      混床外壳制作材质有玻璃钢、有机玻璃、不锈钢、碳钢、防腐等，外型为圆柱型，直径Φ200—2500mm，产水量从0.5t/h—98t/h。阳床装载强酸阳离子交换树脂，阴床装载强碱阴离子交换树脂，装载高度一向在1000—2400 mm，小型滤帽式设备底部没有承托层，中大型设备底部有粒度不同多级别石英砂承托层（现不建议这样做，因为酸洗的时候石英砂和酸会产生化学反应，对水质造成影响），逆流再生固定床树脂顶层有200 mm厚压脂层树脂（特殊的树脂用来覆盖下面的树脂）。有机玻璃柱运行压力≤0.15MPa，其他材质的设备运行压力≤0.6MPa。阳床配备有酸箱、酸泵再生系统，阴床配备有碱箱、碱泵再生系统。

混床再生设备

    运行

　　本系统有两种进水方式：软化(软化器处理水)进水和初脱盐(反渗透处理水)进水，分别由各自的控制阀控制进水。

　　运行时，开初脱盐进水控制阀、进水阀、产水阀，其他阀们均应关闭！

　　反洗

　　关闭进水阀、产水阀；打开反洗进水阀、反洗排放阀，以10m/h反洗15min。然后，关闭反洗进水阀、反洗排放阀。静置，沉降5~10min。开排气阀、中排阀，部分排水至树脂层表面上10cm左右，关闭排气阀、中排阀。

　　再生

　　开进水阀、加酸泵、进酸阀、中排阀，以5m/s、200L/h对阳树脂进行再生，用反渗透产水对阴树脂进行清洗，维持柱内液面在树脂层表面上10cm。对阳树脂再生30min后，关进水阀、加酸泵、进酸阀，开反洗进水阀、加碱泵、进碱阀，以5m/s、200L/h对阴树脂进行再生，用反渗透产水对阳树脂进行清洗，维持柱内液面在树脂层表面上10cm，再生30min。

　　置换、混脂、冲洗

　　关加碱泵、进碱阀，开进水阀，上下同时进水对树脂进行置换、清洗。30min后，关进水阀、反洗进水阀、中排阀，开反洗排放阀、进气阀、排气阀，以压力0.1~0.15MPa，气量2~3m3/(m2·min)，混合树脂0.5~5min。关反洗排放阀、进气阀，沉降1~2min。开进水阀、正洗排放阀，调节排气阀，灌水至柱内无空气后，关排气阀，对树脂冲洗。当电导率达到要求时，开产水阀，关正洗排放阀，开始制水。

混床处理工艺

   树脂二次分离再生工艺

　　是将失效的混床树脂输送至树脂分离器(阳树脂再生器)，完成水力分离后，将上层的阴离子交换树脂移送混床至阴树脂再生器。阴阳树脂分离面附近的混合树脂输送到混杂树脂塔，然后分别再生阴阳树脂。对于混杂树脂塔内的树脂，下一次再生时将被送回到树脂分离器(阳树脂再生器)内进行二次分离。在这里，树脂分离器同时作为阳树脂再生器。
　　锥体分离再生工艺
　　锥体分离再生工艺是将树脂分离器底部作成一锥体。该设备同时作为阴树脂再生器而不作为阳树脂再生器。失效树脂从混床输送到树脂分离器完成水力分层后，位于树脂分离器下部的阳树脂从锥体底部被输送到阳树脂再生器。由于树脂分离器底部为一锥形体，树脂分离界面的树脂很少，从而减少中间混合树脂的数量，提高分离效果。在输送阳树脂时，分离界面在自动控制时的自动检测常采用光电法或电导法。所谓光电法即采用光电计检测阴阳树脂颜色的深浅；而电导法则采用测量阴阳树脂输送水的电导变化，当充入W2气体的树脂输送水由阳树脂变为阴树脂时，其电导将变小。利用两种方式产生的信号变化来控制阴阳树脂界限。
　　阴阳树脂再生工艺
　　是将失效树脂从混床输送到树脂分离器内，失效树脂水力分层后，在分离器内同时对阴阳树脂进行再生。树脂分离器同时作为树脂再生器。该方式同补给水处理除盐混床完全相同。 

离子交换器

     离子交换器工艺需要将交换剂放在离子交换器(或称为床)内进行，离子交换剂失效后通过再生来恢复离子交换能力。为了提高离子交换工艺的经济性和技术适用性，产生了不同树脂的组合、不同的床型以及各种离子交换系统。常见的离子交换器有固定床(离子交换器)和连续床两类。

广州原理

    工作原理就是离子的交换。

　　运行时：阳树脂(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)

　　阴树脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)

　　其中M+为金属离子，X-为阴离子。再生过程为其逆过程。

　　离子交换器的失效控制

　　离子交换除盐水处理简单的流程为阳床-阴床组成的一级复床除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制，即每套一级复床除盐系统包括 阳床、（除碳器）、阴床各一台，在离子交换除盐运行过程中，无论是阳床还是阴床先失效，都是同时再生；还有的一级复床除盐系统采用母管制，即阳床与阳床或阴床与阴床是并联运行的，哪一台交换器失效就再生哪一台。

   1 检测和控制原理

    强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：

  Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；由此可知，水中金属离子Na+被吸附的能力至弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，H+.至后被其他阳离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是至下层的Na+；因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为（A代表金属阳离子,R为树脂基团）：

　　An++nRH=RnA+nH+

　　HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑

　　强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：

  SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知，HSiO3-的吸附能力至弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-.被其他阴离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是至下层的HSiO3-；因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为（B代表酸根阴离子，R为树脂基团）：

　　Bm-+mROH=RmB+mOH-

    2 设备优点

    (1)　出水水质优良，出水pH值接近中性。　

　　(2) 出水水质稳定，短时间运行条件变化（如进水水质或成分、运行流速等）对混床出水水质影响不大。　

　　(3) 间断运行对出水水质的影响小，恢复到停运前水质所需的时间比较短。

　　(4) 产水水质优良，电导率≤0.2us/cm

离子交换器的用途：

    离子交换器主要用于纯水和高纯水的制备，主要用于中高压锅炉给水；新材料、新能源、化工新材料，轻金属材料、纳米材料、玻璃钢石墨、复合材料等的生产工艺用水。