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  1. 津南大化工

    —— 離子交換樹脂、阻垢劑和草酸等水處理藥劑生產廠家,及使用服務公司

    ?首頁 〉離子交換樹脂 再生

    離子交換樹脂使用一段時間后,吸附的雜質接近飽和狀態,就要進行再生處理,用離子交換樹脂再生劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質洗脫除去,使之恢復原來的組成和性能,即是離子交換樹脂再生。津南大化工在三十多年的離子交換樹脂再生應用中,積累沉淀出了高效的樹脂再生技術技能, 可為用戶創造更高的離子交換樹脂使用價值。
        
    一、離子交換樹脂再生原理和再生示意圖
           離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團,一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。 
           當水中的Ca2+、Mg2+含量高時,離子交換樹脂可以釋放出Na+,功能基團與Ca2+、Mg2+結合,這樣水中的Ca2+、Mg2+離子含量降低,水的硬度下降,硬水就變為軟水,如以RNa代表鈉型樹脂,其交換過程如下:       
                    2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+  
                    2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+  
           即水通過鈉離子交換器后,水中的Ca+、Mg+被置換成Na+,當樹脂上的大量功能基團與Ca2+、Mg2+結合后,樹脂的軟化能力下降,可以用價廉貨廣的離子交換樹脂再生劑——食鹽(氯化鈉Nacl)溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作“再生”,其過程反應如下:  

                 R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2  
                 R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2
           對照離子交換樹脂再生的示意圖,就更好理解其原理了——
                        
                                                                       
    離子交換樹脂再生示意圖

    二、離子交換樹脂再生方法(即離子交換樹脂如何再生):
           1、陽離子交換樹脂再生 
             ①、配酸,比重≥3,同時將陽床內水全部放空;
             ②、打開進酸閥、上排閥,其他閥門全部關閉,打開酸泵;
             ③、待進酸液面超過樹脂以上500px后,開啟下排,下排流量和進酸流量相同,此時流量控制在600-1000L/h,進酸時間不低于40分鐘。
            陽床清洗進酸完畢后可直接進行清洗,先開啟砂過濾,精密過濾,精密過濾處于上排上進狀態。放掉陽床進酸管道、上進管道內的殘酸,方法是開啟上進下進,下排開啟進酸閥,此時將精密過濾出水閥打開、關閉上排閥,將進酸管道內的殘酸沖洗到酸槽后關閉進酸閥;關閉陽床下進閥,開始進行清洗,清洗時打開陽床上排閥,陽床內的水須始終漫過樹脂,注意不要使樹脂失水;清洗到下排閥出水PH值為7左右(接近中性)為止。
           2、陰離子交換樹脂再生
            ①、配堿,比重≥5,將陰床內水放空;
            ②、打開進堿閥、上排閥,其他閥門全部關閉,然后開啟堿泵;
            ③、待堿液液面超過樹脂500px后,開啟下排,下排流量與進堿流量一致,此時流量控制在600-1000L/h,進堿時間不得少于60min,進堿完畢后放空陰床內堿液。
            陰床清洗時需打開中間水箱泵、風機,防止堿液倒流至中間水箱槽,然后將進堿管道內殘堿沖洗到堿槽內及即可以開始陰床清洗;同陽床清洗一樣,清洗到下排排出水PH值約為7(中性),測試電導率小于5即可。
         3、陰陽離子交換樹脂同步再生
           ①、首先對混床內樹脂進行分層:開啟清洗閥、上排閥并啟動清洗泵,此時分層開始;若分層困難,可進少量酸幫助樹脂分層,在混床內樹脂出現明顯分層時分層完畢,再開啟上進閥、中排閥(同時混床以前的陰、陽床正常開啟運行)將陰離子交換樹脂沖洗干凈直至排出的水呈中性。
           ②、進酸進堿 
           配堿比重≥5、配酸比重≥3,堿液由上排進入,中排排出;酸液由下排進入、中排排出;進酸進堿在同步進行時,必須保證各泵的流量一致,泵流量應保持在600-1000L/h,時間不低于30min;陰、陽離子交換樹脂再生完畢后進行清洗時清洗水分別從上排閥、下排閥進入,由中排閥排出,此時須確保清洗的同步進行以及進水流量的一致;待中排排水呈中性時清洗操作完畢。 
           進酸進堿也可以分別進行,按此操作再生時進酸、堿的方式、流量與時間和同步再生時一樣。步驟如下:首先將混床內陰離子交換樹脂柱內的水排空,再進堿對樹脂進行再生,再生完畢后將陰樹脂清洗干凈直至排出的水呈中性,然后將陰離子交換樹脂柱內的水排空;在進酸對陽離子交換樹脂進行清洗時,也應先將陽樹脂柱內水排空,再進酸液進行再生,再生完畢后將陽樹脂清洗干凈直至排出的水呈中性,隨后也應將陽樹脂柱內水排空。
          ③、陰陽離子交換樹脂的混合
           清洗操作完畢后,開啟壓縮空氣對陰、陽離子交換樹脂進行混合,直至陰、陽離子交換樹脂均勻混合為止,壓縮空氣壓力范圍為:0.15-0.25MPa。
           ④、陰、陽離子交換樹脂混合完畢后再由上、下排進水對其進行清洗,水由中排排出。清洗至出水之電導率達到規定范圍時即可將混床投入運行。
         4、樹脂再生的特殊處理法:
           離子交換樹脂在使用較長時間后,由于它所吸附的一部分雜質 ( 特別是大分子有機膠體物質 ) 不易被常規的再生處理所洗脫,其逐漸積累而將樹脂污染,使樹脂效能降低。此時要用特殊的方法處理,如:陽離子樹脂受含氮的兩性化合物污染,可用 4%NaOH溶液處理,將它溶解而排掉;陰離子樹脂受有機物污染,可提高堿鹽溶液中的 NaOH  濃度至0.5-1.0%,以溶解有機物。
         5、加速樹脂再生
           按化學反應平衡原理,提高化學反應某一方物質的濃度,可促進反應向另一方進行,故提高再生液濃度可加速再生反應,并達到較高的再生水平。
           為加速樹脂再生的化學反應,通常先將再生液加熱至70-80℃。它通過樹脂的流速一般為1-2BV/h,也可采用先快后慢的方法,以充分發揮再生劑的效能;再生時間約為一小時。隨后用軟水順流沖洗樹脂約一小時(水量約4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,至洗出液無色、無混濁為.

    三、樹脂再生特性與樹脂類型和結構有密切關系
           強酸性和強堿性樹脂的再生比較困難,需用再生劑量比理論值高相當多;而弱酸性或弱堿性樹脂則較易再生,所用再生劑量只需稍多于理論值。此外大孔型和交聯度低的樹脂較易再生,而凝膠型和交聯度高的樹脂則要較長的再生反應時間。 

    四、樹脂再生劑的種類應根據樹脂的離子類型來選用,并適當選擇價格較低的酸、堿或鹽。
           1、鈉型強酸性陽樹脂可用10%NaCl溶液再生,用藥量為其交換容量的2倍(用NaCl量為117g/l樹脂);
           2、氫型強酸性樹脂用強酸再生,用硫酸時要防止被樹脂吸附的鈣與硫酸反應生成硫酸鈣沉淀物,為此宜先通入1-2%的稀硫酸再生;
           3、氯型強堿性樹脂,主要以NaCl溶液來再生,但加入少量堿有助于將樹脂吸附的色素和有機物溶解洗出,故通常使用含10%NaCl+0.2%NaOH的堿鹽液再生,常規用量為每升樹脂用150-200gNaCl,及3-4gaOH; 
           4、OH型強堿陰樹脂則用4%NaOH溶液再生。 

    五、提高離子交換樹脂再生質量的方法
           1、選擇合適的再生方式.
           一般逆流再生的效果比順流再生效果好,動態再生比靜態再生好。
          2、選擇適中的離子交換樹脂再生劑用量.
           當再生劑用量不足時,交換劑的再生度低,工作交換容量將受影響,制水周期縮短,交換器自耗水量增大,有時甚至會影響出水質量,適當增加再生劑的用量,可提高離子交換樹脂的再生質量。對于剛出廠的樹脂,再生劑的用量最好不要超過15%,否則,會造成結重難返,影響樹脂的工作交換容量。
           3、選擇合適的再生液濃度.
           一般為6%-10%較為合適。
           4、選擇合適的再生液流速和接觸樹脂的時間.
           一般為3-5m/h;為了使再生時交換反應充分進行,一般認為再生液與交換樹脂的接觸時間應不少于30分鐘。
           5、適當提高再生液溫度.
           實踐證明,離子交換樹脂再生時,將再生液溫度提高到50℃左右,可大大提高再生質量。特別是冬季,效果更加顯著,但由于離子交換劑的熱穩定性限制,再生液的溫度也不可過高,否則,易使交換劑的交換基因分解,促使交換劑變質并影響其交換容量。
           6、用質量好的再生劑.
           如果再生劑質量不好,含有大量雜質離子,尤其是含有交換“反離子”,如食鹽中硬度含量過高或水源中硬度含量過高,都會影響再生質量且出水水質也會受影響。

    六、影響離子交換樹脂再生的因素

           1、再生劑的質量
           離子交換樹脂再生劑純度越高,樹脂的再生度越高,出水的離子泄露量越少,因此提高其再生劑純度及運用軟化水溶液可提高樹脂再生。
           2、再生劑的用量
           從理論分析,離子交換樹脂再生劑用量應與樹脂工作交換容量相當,但實際上由于交換反應是可逆的,再生劑用量需遠遠超過理論用量才能滿足足夠的再生力度要求,再生劑的比耗增加,可以提高交換樹脂的再生程度,但當比耗增加到一定程度后,再繼續增加比例,再生程度提高很少,所以用過高的比耗也不經濟,因此實際操作過程中通常再生劑用量為理論用量的3-4倍,樹脂的工作交換容量可以恢復到原來的70%-80%。
                          
                                   
    再生液用量與再生效率的關系圖
           3、再生劑的濃度
           一般而言,再生劑的濃度越大,再生程度越高,但當再生劑的用量一定時,再生劑濃度增高,會使再生液的體積流量減少,與樹脂的接觸時間縮短而且可能產生不均勻的再生反應,再生效果下降,導致制水周期縮短,再生次數增加,酸堿用量增大,所以生產上需要合理的控制再生劑的濃度。
           4、再生劑的流速
           再生劑的流速應控制適宜以保證再生反應充分,再生反應流速主要取決于離子的擴散速度,但同時與離子的價態有關,一般價態越高所需反應時間越長,再生劑流速過快,有利于離子的擴散,但卻減少再生劑與樹脂的接觸時間,再生效果反而可能降低,流速太小則不利于離子擴散,再生效果也會受到影響.
           5、再生液的溫度
           提高再生液的溫度,能同時加快內擴散和外擴散,雖然對提高樹脂再生效果有利,同時提高溫度能大大改善對樹脂中的鐵、銅以及其氧化物和硅雜質的清除程度,但由于樹脂熱穩定性的限制,再生劑的溫度不宜過高,一般控制在25-40度為宜。
           6、樹脂層的高度
           全自動鈉離子交換器罐體樹脂層越低,因流速對其交換能力的影響就越大,當樹脂層高度達到30英尺(762mm)時,樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度,因此一般建議樹脂層高度大于30英尺(762mm).
           7、再生液的流量
           通常再生液流量越小獲得的再生效果越好,但過低的再生液流量會使再生時間過長,易使再生劑繞過樹脂表面再生,因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或順洗流量4-6m/h,逆流再生2-3m/h)。
           8、再生液的濃度
           根據離子平衡原理,再生液濃度提高,可以使樹脂的交換能力提高, 但再生劑用量一定的條件下,再生液濃度過高,會縮短再生液與樹脂的接觸時間,從而降低了再生效果.一般鹽液濃度控制在10%左右為宜。
           9、水與樹脂的接觸時間
           水與樹脂的接觸時間越長,交換越充分,但相對單位樹脂的產水能力下降,接觸的時間越短,交換越充分,單位樹脂的交換能力下降,而單位樹脂的產水能力提高。因此合理的接觸時間對于軟化器的經濟運行非常重要,一般建議1.0-5.0gpm/ft3樹脂或8-4bv/h。(每小時流量為樹脂裝載量的八至四十倍)。
           10、離子交換樹脂的種類
           不同的樹脂所提供的交換能力是不一樣的,通常鍋爐用全自動鈉離子交換器要求使用的樹脂其交聯度不應低于7,交聯度7也就是100公斤樹脂中含有不低于7公斤的交聯劑,交聯度越高,樹脂的強度越高。

    七、 離子交換樹脂再生廢水液的處置
          離子交換樹脂再生廢水液一般采用用化學方法處理,使色素和其他有機物沉淀,除去雜質后再循環使用;用顆?;钚蕴课?,用次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯氣或臭氧將它氧化,用超過濾或反滲透法分離它的有機物,或用粉狀樹脂吸附,以及用微生物將其有色物降解,取得較好效果。

     

    八、陰離子交換樹脂三大再生條件
           陰離子交換樹脂再生反洗是水處理設備中的重點,對樹脂再生的影響有多個方面因素,比如樹脂再生劑選擇以及軟化樹脂再生液不同濃度等等。要想得到理想的再生效果,一定要時刻對樹脂再生程序進行調整,進而確定哪種才是再生最佳條件。
           陰離子交換樹脂再生條件
           1、再生劑不同種類
           一般時候,人們都以外鹽酸再生性能好于硫酸,但其實不然,使用硫酸的資金投入小于鹽酸。再生劑的純度高,這樣一來,樹脂再生化好,特別是對陰樹脂再生效果影響更大。
           2、再生劑投加量
           陰離子交換樹脂再生劑使用多少是影響其再生的重要原因,再生劑投入量的概念是指一定體積的樹脂用的再生劑的數量,單位為kg/m3(樹脂)或g/L(樹脂)。其實還有一種方法表示再生劑使用量,那就是估計獲得單位作業容量需要的純再生劑量。
           3、陰離子交換樹脂再生液濃度
           樹脂再生液的濃度高與低通常與樹脂所選用的再生方式有著密切關系,一般來說,樹脂順流再生時其再生液濃度通常大于樹脂逆流再生的時候。通常氯化氫以百分之三到百分之五5為最好,氫氧化鈉通常百分之二到百分之四為宜。
           陰離子交換樹脂最佳再生方式
           陰離子交換樹脂代理商針對樹脂再生方式給出三種不同方式,不同的代理商也會采用共同的再生方式,那就是自上而下移動,應用對流再生方法可以使出水水質達到最好,所以這是很多生產商最為喜歡的方法。
       
    九、津南大化工將為您提供離子交換樹脂再生更詳盡、周到的服務.
                   
           不論陽離子樹脂還是陰離子樹脂使用一段時間后被鈣鎂離子和碳酸根硫酸根等飽和(即離子交換樹脂吸咐飽和后就需啟動再生工藝,與樹脂使用次數無關,所以無需離子交換樹脂再生頻率),所以再生目的是從飽和樹脂中把結合上的陰陽離子拿下來,讓它恢復處理水的能力,從而節省重復購買樹脂的成本。在
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