CN102583655A - 一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法，属于工业水处理领域。该方法操作简单、成本低，可以使树脂恢复除盐能力，运行电压显著降低，减少了CEDI装置返厂维修和更换的费用。其特征在于：提高运行电压和电流，使树脂在强电场和大电流的条件下再生。

Description

一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法

技术领域

本发明涉及一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法，属于工业水处理领域。

背景技术

在锅炉补给水处理系统中对中水进行脱盐处理，采用全膜法，微滤+一级反渗透膜＋二级反渗透膜＋CEDI（连续电脱盐），最终产水达到除盐水标准，用于生产系统中。CEDI膜堆作用是对RO（反渗透）产水进行深度除盐，达到高纯水水质。该CEDI膜堆采用淡水室和浓水室均装填树脂的独特工艺，离子交换树脂比溶液更加导电，提高了稀溶液中的离子迁移速度，减少了浓水室带有隔网的膜堆的膜堆电阻，减少浓水室产生生物结污的机率，提高了水的回收率。

CEDI膜堆内所填充树脂失效后，膜堆运行电压升高，必须返厂维修或更换，这样就会产生很大的费用。当离子交换树脂失效后用酸或碱对其进行再生，在此过程中我们利用的是酸或碱的H⁺和OH^-离子，而酸中的酸根离子和碱中的金属离子则成为这一方法所产生的新污染物，这种方法不但没有降低总体水系的矿化度，反而增加了总体水系的含盐量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法，该方法操作简单、成本低，可以使树脂恢复除盐能力，减少了CEDI装置返厂维修和更换的费用。

本发明CEDI膜堆中树脂的再生方法，技术方案如下：

一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法，其特征在于：提高运行电压和电流，运行电压升至200V~400V，每个模块调节运行电流3~5A，持续24小时，树脂在强电场和大电流的条件下再生。

在上述方案中，经试验后，确定如下最优化方案：树脂失效后（运行电压增加50%或升至200V以上），手动调节使每个模块运行电流3~5A，膜组件电流20A（电压不超过400V），持续24小时。

本发明的原理是采用较高的运行电压和电流对树脂进行再生。调节膜堆电流，大电流条件下，可使淡水室和浓水室的离子交换树脂界面处的电流密度大于极限扩散电流密度，增强离子交换树脂界面的水在强电场下的极化，产生较正常运行时更多的H⁺和OH^-离子，与失效树脂上的可交换离子进行交换，最终使树脂以R-H和R-OH的形态存在，实现树脂的电化学再生。

水在高电压、大电流的作用下裂解，电离产生H⁺和OH^-离子，以负载部分电流，H⁺和OH^-，在直流电场的作用下，分别向两侧迁移，H ⁺一旦进入失效树脂的外电层中，就可能与Ca²⁺，Mg²⁺，Na⁺等离子发生置换反应，从而使阳树脂得到再生，转变为H型。由于被置换下来的Ca²⁺，Mg²⁺，Na⁺只需移动很短的距离，就到了阳膜边界，它们受阳膜上活性基团的吸引，加速通过阳膜进入浓水室而被除去。因此，使该再生反应得以顺利进行。而该反应的顺利进行又促使弱电解质的水不断电离，使失效阳离子交换树脂得到充分再生。同样，被HCO₃ ^-，Cl^-，SO₄ ^2-饱和的失效阴离子交换树脂也被水电离产生的OH^-所代替，从而使阴离子交换树脂也得到了再生。

本发明的特点：(1)根据CEDI膜堆是淡水室和浓水室都填充交换树脂的全填充式的结构特点，采用浓水室和淡水室树脂同时再生的方法；(2)根据CEDI膜堆是利用电解水再生使保护层树脂长期处于再生状态以确保水质的工作原理，采用较高的运行电压和电流对树脂进行再生；（3）根据CEDI膜堆是交换和再生连续不断交替进行的运行方式，采用运行中再生的方法。 

本发明提供的树脂再生方法优点如下：(1)可以使树脂恢复除盐能力，产水水质满足设计要求，运行电压显著降低；(2) 运行中就可以实现树脂再生，不影响设备正常产水；（3）减少了CEDI装置返厂维修和更换的费用；（4）再生方法操作简单、成本低。

具体实施方式：

实施例1：连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法

在太钢能源动力总厂2×300MW发电机组的锅炉补给水车间共六套CEDI装置，运行失效后采用该方法再生，电压显著降低，效果明显。下面以6号CEDI装置为例介绍该再生方法：

6号CEDI装置膜堆分6组，第一组、第三组、第五组各5个膜堆，第二组、第四组、第六组各6个膜堆，共33个膜堆。

投运初期运行参数如下表：

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树脂失效后，膜堆电阻增加，运行电压升高，电导率增大，参数如下表：

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树脂失效后，通过提高运行电压和电流，树脂在强电场和大电流的条件下再生，具体操作条件如下：交流输入：三相 380V±10%（45～60Hz）；工作环境：温度-10～+45℃，湿度10～85%，压力86～104Kpa；工作方式：手动或自动，连续运行方式；操作类型：电压调节及电流调节（面板旋钮或数字通信设定）；直流输出：0～600V/0～36A（一套整流器）。手动调节使膜组件运行电流至20A，使淡水室和浓水室的离子交换树脂界面处的电流密度大于极限扩散电流密度，离子交换树脂界面的水在强电场的作用下发生极化，产生H+和OH-离子，以负载部分电流，并与树脂上的可交换离子进行交换，使树脂以RH和ROH的形态存在，实现树脂的电化学再生。

再生操作时的运行状态参数如下表：

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再生24小时后，恢复操作电流至正常值10A~12A，电压显著降低，产水电导率降为0.06μS/cm：

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在太钢能源动力总厂2×300MW发电机组的锅炉补给水车间中已经应用，采用这种树脂再生办法，通过简单的操作，膜堆运行电压显著降低，由原来的220V降到刚投运时的120V，保证了设备的稳定运行，减少了大量膜堆（33×6=198个）返厂维修或更换的费用。

Claims (1)

1. 一种连续电脱盐膜堆中树脂的再生方法，其特征在于：提高运行电压和电流，运行电压升至200V~400V ，每个模块调节运行电流3~5A，持续24小时，树脂在强电场和大电流的条件下再生。