无顶压逆流再生离子交换器再生效果的影响因素探讨
张雪峰林达
（云南昆钢动力能源分公司，昆明 安宁 650302）
【摘要】虽然反渗透技术在近几年取得了很大的进步，但在水的深度除盐处理中，仍然主要使用离子交换方式。然而离子交换树脂失效后再生所带来的环境污染迫切需要解决。再生效果的好坏不仅对交换器出水水质有直接的影响，而且在很大程度上决定着交换器运行的经济性。对影响无顶压逆流再生离子交换器的再生效果因素进行了研究及应用，取得了明显的效益。
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关键词 水处理；离子交换；除盐；无顶压逆流；再生效果；影响因素
0前言
近几年，作为膜法水处理的反渗透（RO）技术以其能耗低，装置简单，操作容易且易控制取得了很大的进步。但传统的离子交换水处理方式由于其投资费用低，组合方式多，处理水质好，特别是在制备纯水和高纯水的除盐系统深度处理中，仍然主要使用离子交换水处理，但离子交换树脂失效后再生所带来的环境污染问题迫切需要解决。
逆流再生离子交换器再生时再生液是从交换器底部进入，自下而上通过交换树脂层，然后从中间排液装置排出。为了保证再生时不扰动树脂层，需要采用顶压措施。通常，逆流再生离子交换器再生时根据顶压方式的不同分为；空气顶压、水顶压和无顶压再生。而无顶压逆流再生更是以其设备简单，操作方便，自耗水量低而广泛应用。但无顶压逆流再生时树脂层容易发生扰动，中排装置采用小阻力分配，易偏流等缺点。本文将对影响无顶压逆流再生离子交换器的再生效果因素进行研究。
1试验部分
1.1无顶压逆流再生离子交换器的再生工艺流程
1.1.1小反洗
启动交换器进口水泵，开小反洗进口阀，反洗出口阀洗至出水清。目的是松动中排上部的压脂层（压实层），清除压脂层截留的悬浮物。
1.1.2大反洗(定期)
关闭小反洗进口阀，缓慢开启反洗进口阀，使树脂膨胀至上窥视孔中部，反洗时不得跑大颗粒树脂，洗至出水清。
1.1.3沉降放水
关闭反洗进、出口阀，使树脂沉降5min，开空气阀 正排阀放水至上窥视孔中部立即关闭。
1.1.4预喷射
启动再生泵，开再生泵出口阀，交换器进酸（碱）阀，开中排阀，维持水位在上窥视孔中部。
2.1.5进再生液
开喷射器吸酸（碱）阀，控制好再生液流速、再生液浓度、再生剂用量，接触时间不少于40min。
1.1.6置换
关吸酸（碱）阀，维持原喷射水流量置换至出水合格。目的是充分利用再生剂。
1.1.7小正洗
关闭除中排阀外的所有阀门，开进口阀、空气阀，正洗至出水合格。
1.1.8大正洗
关闭中排阀，开正排阀，正洗至出水合格后关闭正排阀、进口阀。可投入运行或备用。
1.2试验结果分析与讨论
1.2.1再生液流速
逆流再生离子交换器为了保证再生时树脂层稳定，必须采用空气顶压和水顶压，这不仅增加了一套顶压系统，而且操作也比较麻烦。实践证明，如果将中间排液装置上的孔开的足够大，使这些孔的水流阻力较小（小阻力分配）并控制好再生液流速，那么在无顶压情况下逆流再生操作时树脂层就不会发生扰动。
再生液流速过高，除了会引起逆流再生离子交换器的树脂乱层，还会缩短再生液与树脂接触时间，影响再生效果。但流速太低，再生产物不易排走，反离子浓度大，再生时间过长，且易发生偏流，再生效果也不好。对于逆流再生交换器来说，再生液流速十分重要。笔者经过实验研究，选取了一适当值。表1为阴、阳离子逆流再生交换器的适宜小孔流速和再生液流速。
1.2.2再生液浓度
一般来说，再生液浓度高，再生效果好，但在再生剂用量固定的情况下，提高浓度必然会减少再生液与树脂接触的时间，反而降低再生效果，所以要选用适当的再生液浓度。
再生液浓度还与再生方式有关，一般对流再生固定床的再生液浓度低于顺流再生固定床和混合床所用的再生液浓度。表2为笔者经过实践后选取的不同再生方式离子交换器的最佳再生液浓度。
表1交换器小孔、再生液流速
表2交换器再生液浓度
2运行效果
1）通过对离子交换器技术改造的实施及再生工艺操作条件的优化后，离子交换器出水完全符合《GB1576~2001》工业锅炉水质标准，且水质优于再生工艺操作条件优化前。
2）通过对离子交换器再生工艺操作条件的优化，从而改善了阳床，阴床的运行状况。外排水减少，十分有利于废液酸碱中和处理，确保了外排水100%达标排放，消除了外排对排水主管道的腐蚀，充分利用和节约水资源，最大限度地保护了环境。
3结束语
1）无顶压逆流再生离子交换期再生工艺操作条件优化后，明显改善了阳床，阴床运行状况。离子交换器运行周期大大延长，再生操作次数减少，成品水水质指标100%达标，且水质优于再生工艺操作条件优化前。
2）优化再生工艺操作条件是提高无顶压逆流再生离子交换器周期制水量，减少酸碱用量，降低成本，充分利用和节约水资源，减少污染源，保护好环境的关键。
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参考文献
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