混合離子交換器制水周期減少的因素

瞿宏 白小峰 趙靜

摘要：針對混合離子交換器在實際運行中出現的周期產水量下降的問題，混床再生頻繁，酸、堿耗高等問題，從樹脂性能、進出水水質及設備、再生過程等方面進行了深入分析，探討了影響混床周期制水量的主要原因。

關鍵詞：混床離子交換系統;周期產水量;混床再生

1、混床周期產水量下降的原因分析

1.1 混床離子交換樹脂性能的下降

樹脂在長期使用過程中，性能會逐漸下降。導致樹脂性能下降的原因很復雜。樹脂污染是影響樹脂性能的重要因素。樹脂污染是指樹脂的表面和空隙中積累污垢或樹脂的交換基團上吸附了不可交換離子的污染物質。（1）有機物的污染。混床進水中存在的腐殖酸、集團性的有機雜質吸附在樹脂上，占據或結合了樹脂上的活性基團降低了樹脂的交換能力。交換容量隨之下降。另外，污染陰樹脂附著的有機物.隨混床的運行逐漸被水中的礦質酸所取代釋放。造成出水電導率升高，周期產水量下降。（2）油脂的污染?；齑策M水中的膜狀物油類物質堵塞或者包裹了樹脂表面的微孔，阻擋了離子的交換吸附，使樹脂受到污染。（3）懸浮物的污染。懸浮物污染樹脂的原理和油脂類似，懸浮物緊裹著樹脂表面的液膜層，隔絕了陽離子樹脂的離子交換過程，使樹脂受到污染。（4）膠體物質的污染。水中以帶負電為主的膠體顆粒，使陰離子交換樹脂受到污染，膠體物質中的膠體硅對樹脂的危害最為嚴重，它吸附并聚合在膠體表面，阻止了離子交換過程的進行。（5）金屬離子的污染。進水中還含有少量的高價金屬離子、大分子有機物與鐵形成螯合物（即有機鐵），它與強堿性陰樹脂進行交換反應，集結在交換基團的位置上，堵塞樹脂的交換孔道，使交換容量和再生容量下降，再生效率降低，再生劑與清洗水耗量增加，進一步導致樹脂鐵“中毒”。（6）再生劑的污染。離子交換樹脂的再生劑可能混有許多雜質，導致再生劑不純，使樹脂受到污染。此外，細菌等都會使樹脂遭受不同程度的污染。

1.2混床進水水質的下降

混床進水水質是影響混床周期制水量的主要因素。混床的進水一部分是反滲透的出水，一部分是回收的冷凝液;反滲透系統經過長期使用，其中的反滲透膜的性能不斷下降，導致反滲透出水的電導率上升，回收冷凝液水質不穩定，電導率波動大，混床的離子交換樹脂的交換容量是基本一定的，就導致其出水水質下降或者運行周期縮短。

1.3混床再生時反洗分層的控制

混床再生操作包括反洗分層、再生置換、沖洗、混合、正洗、備用等環節。樹脂分層也是混床再生過程中的一個重要環節。樹脂分層的效果與陰陽樹脂的濕真密度差、樹脂粒度的均勻程度以及樹脂的失效程度等因素有關。陰陽樹脂的濕真密度差和樹脂粒度的均勻程度是樹脂本身的特性，樹脂的失效程度可以通過“進堿失效”的方法控制，從混床的進堿口加入1.5 ～2.0 %的NaOH 溶液，使陰樹脂盡可能地轉化成OH 型，陽樹脂轉化成Na型，增加了陰陽樹脂的密度差，來起到強化分層的效果。再生時反洗流量過大，導致上層樹脂會被水流帶走，使樹脂大量流失。

1.4混床設備結構的影響

隨著供水量逐年遞增，混合離子交換器的中排裝置，在強制高負荷狀態下運行，使中排裝置壓彎發生嚴重損壞，支管嚴重變形、下彎，支撐中部出現斷裂，中排母管下塌呈“V”形狀，支管變形嚴重。中排裝置損壞后輕者使混合離子交換器設備周期制水量下降，運行周期變短，設備再生操作頻繁。重者使設備中排出水漏樹脂，設備無法再生操作，同時，閥門老化失效也會引起混床工況下降，這種狀況已嚴重影響了系統運行的安全可靠性。

除鹽水系統中混床系統運行周期縮短的原因可以歸結為四點：混床離子交換系統樹脂性能的下降、混床進水水質的下降、混床再生時反洗分層的控制不佳、混床設備結構的影響。有效解決這些問題，就能使混床周期制水量得到提升。

2、解決途徑探索

針對這些可能導致混床周期制水量下降的原因，采取了對應的措施，改進了混床再生的方法，提高混床的周期制水量。

2.1添加樹脂

因為樹脂的大量流失，混床內的樹脂比例失調，經過取樣試驗和外部測量相結合，掌握混床內的陰陽樹脂比例，對混床進行了樹脂添加。

2.2 改善水質

改善混床的進水水質，緩解混床的運行壓力，增大混床制水量?；齑驳纳霞壪到y為反滲透系統，提高反滲透的產水水質，可以緩解混床的運行壓力，提高混床的產水量。為此，通過對反滲透膜的定期清洗來達到降低產水電導率的效果。有效的提升了反滲透的運行效果，改善了混床的進水水質。進水水質的提高能夠使混床周期制水量增大，運行周期上升。對冷凝液水質采取有效的監控，保證合格冷凝液進入系統。

2.3改進混床再生方法，提高混床產水量

控制反洗的壓力、流量，防止混床內樹脂的流失。再生時嚴密關注上排閥

防止樹脂流失。分層時先用小流量松動樹脂，再逐步加大流量，如確因壓實或樹脂抱團不能松動樹脂，應采用放水至樹脂層上200mm，后通壓縮空氣的方法松動樹脂后再分層。通過壓縮空氣對樹脂的氣擦洗，反洗后將污堵物排出混床，可以降低混床運行的壓差。

2.4混床設備的改進

改進中排裝置，在運行過程中通過嚴格控制混合離子交換器的運行壓力以及系統進出口的流量和壓差;在機械結構設計上增加支撐槽鋼強度，在此同時應該做好對床內鋼結構的防腐工作，以免因為連接部位的腐蝕造成支撐結構的塌陷;做好設備閥門更換工作，及時發現并修復老化、內漏的閥門。

3、結語

對于運行中出現的一些問題，通過我們仔細的觀察分析判斷也是可以控制的，盡可能的優化脫鹽水裝置運行并更加完善，這就需要我們加強運行監控和定期檢查、跟蹤分析，使脫鹽水裝置保持安全穩定的生產。

參考文獻

[1]海陽.淺談純水站離子交換樹脂.新疆化工，2010（B）：8～155

[2]何勇.混床運行中出現的問題及解決方法[J].廣東科技，2011（12）：112.

[3]朱國普.除鹽水系統混床周期制水量下降原因研究 ?綠色科技，2013（7）：291