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工作原理就是離子的交換。

運行時︰陽樹脂(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)

陰樹脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)

其中M+為金屬離子,X-為陰離子。再生過程為其逆過程。

離子交換器的失效控制

離子交換除鹽水處理最簡單的流程為陽床-陰床組成的一級復床除鹽系統。有的一級復床除鹽系統采用單元制,即每套一級復床除鹽系統包括 陽床、(除碳器)、陰床各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再生;還有的一級復床除鹽系統采用母管制,即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。

1 檢測和控制原理

強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為︰Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.最後被其他陽離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金屬陽離子,R為樹脂基團)︰

An++nRH=RnA+nH+

HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑

強堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為︰SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的HSiO3-;因此監督陰離子交換器失效是以漏 為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為樹脂基團)︰

Bm-+mROH=RmB+mOH-

2 控制點和控制方法

由于母管制系統包含了單元制系統,而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸堿消耗等優點,我們在研究中主要討論以這種結構為基礎的離子交換除鹽水處理系統。

以成都生物制品研究所蛋白分離車間純水站為例,該系統為母管制水處理系統,系統的結構為︰砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐,系統產水能力為5t/h,在系統的失效控制研究中,我們提出單元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系統的優點對系統進行失效控制。

(1)RO對各有機溶質的去除率大于NF膜。

(2)不同有機溶質的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%,而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%)。

3 出水水質

原水經一級復床除鹽後,電導率(25℃)低于10μS/cm,水中 含量低于100μg/L。


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