CN1072393A - 二级浮动床离子交换软化水处理工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二级浮动床软化水处理工艺及 设备，采用二级浮床串联运行，逆流串联再生工艺；设 备采用独特的二级浮动床串联系统及盐液再生系统、 清洗水预软化系统；二级浮床的树脂填充率不同，交 换柱体积得到有效利用，其工作交换容量大大提高， 再生比耗降至1.35以下，进水硬度适应性高、出水水 硬度低、水质好、水量大、清洗设备简单方便，适用于 小型软化水处理中推广应用。

Description

本发明涉及一种软化水处理工艺及其设备，尤其是一种二级浮动床离子交换软化水处理工艺及其设备。

目前，软化水处理技术已有较大的进步，各种软水工艺及设备都相继产生，常用的软化水处理技术有：

（1）逆流再生固定床软水处理技术，具有逆流再生的特点，但因其为固定床，再生时，自下而上再生，易产生乱床现象，且再生工艺复杂，操作阀门较多，工人操作管理费事，因而对于小型软水处理应用中难于推广;

（2）浮动床逆流再生软水处理技术，由于采用单级交换柱，柱体内树脂基本装满，无法通过反洗膨胀展开进行清洗，必须定期采取体外清洗或体内抽气擦洗方式以清除树脂层中的积泥，从而使附属设备增加，亦难以应用于小型软水装置;

（3）自动切换钠离子交换器，该装置是80年代开发的新产品，是一种自控单阀多柱浮床的组合式设备，适用于小型软水车间;但是，该设备由于柱体、罐体较多，多路阀加工复杂，一旦出现故障，现场工人难以维修，并且工作交换容量太低，使用效果难以如愿。

本发明的目的是为了避免上述现有技术不足之处而提供一种交换容量大、流速大、出水水质好、再生比耗低、不需体外清洗或体内抽气擦洗可自动进行清洗与再生的二级浮动床离子交换软化水处理工艺及其设备。

本发明的目的可通过如下措施来实现：

一种二级浮动床离子交换软化水处理工艺采用：

a.运行时，原水经二级浮动床串联运行进行离子交换，使水得以软化，并进入锅炉中使用;

b.软化周期结束后清洗时，打开Ⅰ号交换柱的顶部进气阀及底部排水阀，关闭软水阀快速排水，使树脂呈松散状下落，则树脂层的残留污物随水排出;

c.清洗后再生时，盐液箱的盐液通过清洗水软化器底部的高分子聚乙烯醇溶膜过滤后经清洗水软化器先使其树脂层再生后，再进入二级浮床逆流串联再生;

d.再生后再进行逆向清洗，原水经过清洗水软化器软化后，进入二级浮床逆流串联清洗;

e.逆向清洗后再进行正洗，原水经过二级浮床串联清洗，打开清洗水软化器底部的排水阀，使Ⅱ号交换柱上部的逆向清洗废液排出，并使软化器底部的滤膜得以清洗，正洗1分半钟后，即可进行正常交换运行。

用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备中，原水通过管道进入Ⅰ号交换柱的底部，经过柱内树脂层离子交换后从顶部流出，进入Ⅱ号交换柱的底部，经树脂层离子交换后软化水从顶部流出进入锅炉;在Ⅰ号交换柱的项部及底部分别设有进气阀及排水阀，Ⅰ号、Ⅱ号交换柱均安装在基座上，在基座上还装有盐液箱，盐液箱由贮盐箱及计量箱组成，贮盐箱的侧壁与原水管道连通;贮盐箱与计量箱采用连通阀连通，在计量箱的上部有进气管，下端中部有自动启闭机构，启闭机构的水射器的一侧管道与原水管道相连，另一侧管道与清洗水软化器的底部相连;在清洗水软化器底部还设有盐液滤膜，上部为软化器的树脂层，盐液先使软化器的树脂层再生后，再进入Ⅱ号交换柱的项部，自上而下进行逆流串联再生，废液从Ⅰ号交换柱的底部排水阀排出;另清洗水软化器的底部还设有排水阀。

本发明的目的还可通过如下措施来实现：

二级浮动床离子交换软化水处理工艺，运行时离子交换方式均为自下而上的浮床交换方式，其中Ⅰ号交换柱内的树脂填充率为75-80%，Ⅱ号交换柱的树脂填充率为95%。运行时Ⅰ号交换柱的进水硬度可达10毫摩尔/升（以1/2Ca²⁺计）以上，出水硬度小于0.03毫摩尔/升，其交换流带可达55-70米/时。再生时，再生液浓度为4-8%，该工艺的再生比耗降至1.35以下。用于该工艺的设备，在原水管道上还装有水流量计，在再生液管道上也装有流量计，Ⅰ、Ⅱ号交换柱的底部设有小阻力配水系统，采用5只滤帽呈环形布置;计量箱的启闭机构是由上盖、密封垫及水射器组成;在上盖有顶部的贮气腔，密封垫与上盖相连并可封闭水射器的上端口，清洗水软化器的底部滤膜为高分子聚乙烯醇，其厚度为4-6毫米。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明采用两级浮床串联运行可最大限度发挥浮床的优越性，交换流速高，原水硬度变化适应性强，处理后出水水质好;

2、本发明两级浮床均采用逆流再生，两级串联可使再生比耗至1.35以下，并使交换出水末端的把关树脂得到高度再生;

3、本发明两级浮床树脂的填充度不同，即可保证第一级的树脂清洗，又可充分利用第二级的有效空间，另外提高了树脂的工作交换容量，高达1300毫摩尔/升。

4、本发明设有独特的盐液过滤和清洗水软化器，盐液过滤不采用笨重的砂滤，而使用人工合成的高分子聚乙烯醇滤膜，并可在使用过程中作到自动清洗。清洗水软化器，直接接原水作为逆向清洗水，通过清洗水软化器后转为软化水，可保证再生后的清洗效果;该清洗水软化器可作到自动连续再生与交换。

5、本发明的再生盐系统采用密封箱体，上部为贮盐箱，下部为计量箱，设有独特的启闭装置，能可靠的控制每次再生时盐液的用量。

6、本发明在两只交换柱的底部设有小阻力配水系统，各采用5只滤帽呈环形布置，配水较其它形式均匀，并且更换方便。

7、本发明全部装置包括两根交换柱、盐再生系统、盐液过滤及清洗水软化器、流量计及各种阀门均设置在一固定支架上，组装成一个整体;可在生产厂安装、调试，现场只需将压力大于0.2MPar的原水管路与装置接通后即可投入使用。

8、本发明采用快速排水清洗方式对第一级交换柱进行清洗并配以自动进、排气阀，省去体外清洗或体内抽气擦洗，设备结构简化，无需另设清洗柱。

本发明的具体结构由以下附图给出：

图1是本发明设备的结构示意图

1－原水管道    2－水流量计    3－Ⅰ号交换柱

4－进气阀    5－Ⅱ号交换柱    6－清洗水软化器

7－滤膜    8－进气管    9－盐液箱

10－贮盐箱    11－连通阀    12－计量箱

13－启闭机构    14－水射器

图2是计量箱启闭机构的结构示意图

15－密封垫    16－上盖    17－贮气腔

图3是交换柱底部配水系统的示意图

18-滤帽

本发明还将结合实施例作进一步详述：

参照图1，本发明的工艺流程为软化→清洗→再生→逆向→清洗→正洗→软化。运行时，先连通原水管道（1），调整水流量计（2）至软化流量，原水先进入Ⅰ号交换柱（3）的底部，托起树脂层进行离子交换，再从其顶部流出进入Ⅱ号交换柱（5）的底部，托起树脂层，再一次进行离子交换，即软化水从其顶部流出进入锅炉中，此运行过程中只有原水流量计（2）及软水出水阀开启。当一个软化运行周期结束后，即可进行清洗;先关闭水流量计（2）及软水出水阀;开启Ⅰ号交换柱（3）底部排水阀（15）及顶部进气阀（4），Ⅰ号柱（3）快速排水，使柱内树脂层呈松散状态下落，同时柱内水通过树脂层快速从底部排出，携带树脂层在上一软化周期内截留的污物杂质排出;此过程可视原水浑浊程度进行一至数次，方法为原水充满Ⅰ号交换柱（3），然后快速排放即可。当清洗完毕再生时，在软化过程开始时即可将放置在盐液箱（9）的贮盐箱（10）内的食盐用原水浸其浓度为26%，再生时，开启贮盐箱（10）与计量箱（12）之间的连通阀（11），使饱和食盐液充满计量箱（12）之后关闭连通阀（11），并关闭Ⅰ号交换柱（3）的进气阀（4），开通自动排气阀口，开启再生管道上的阀门;并通过计量箱（12）的启闭机构（13）的水射器（14）将浓盐液抽吸稀释后进入清洗水软化器（6）底部，并经其底部滤膜（7）过滤后，再进入软化器（6）的树脂层，使其首先再生，再从顶部进入Ⅱ号交换柱（5）的顶部，进行二级浮床串联逆流再生，再生废液从Ⅰ号交换柱（3）的底部排水阀（15）中排出;当计量箱（12）的盐液抽空后，自动启闭机构（13）依靠其自重关闭计量箱（12），再生过程结束，自动转入逆向清洗阶段。由再生自动转入逆向清洗后，原水首先通过清洗水软化器（6）底部的滤膜（7）过滤后，经树脂层软化进入Ⅱ号交换柱（5）内，进行串联逆向清洗。逆向清洗完毕，即可进行正洗，先开启正常原水流量计（2）并调至软化时流量，并开启清洗水软化器（6）底部的排水阀，其它阀门关闭，1分半钟内即可将交换柱内残留的逆向清洗废液排出，并使清洗水软化器（6）的滤膜（7）冲洗干净。正洗结束后，即可进行软化交换。

参照图1，本发明的设备中的原水管道（1）的管径为32毫米，原水流量计（2）的流量为0.25吨/时，Ⅰ号交换柱（3）的高为2米、内径为200毫米、树脂层的厚度为1.6米，Ⅰ号交换柱（3）的顶部设有排气阀（4），底部设有原水进口及排水阀（15），原水从Ⅰ号交换柱（3）的顶部进入Ⅱ号交换柱（5）的底部，从Ⅱ号交换柱（5）的顶部流出;Ⅰ号、Ⅱ号交换柱（3）（5）均安装在基座上，在基座上还安装有盐液箱（9）及清洗水软化器（6）;盐液箱（9）的上部为贮盐箱（10），下部为计量箱（12），贮盐箱（10）的长为500毫米、宽为200毫米、高为800毫米;计量箱（12）的长为500毫米、宽为200毫米、高为400毫米;在贮盐箱（10）的侧壁连通原水管道（1）;贮盐箱（10）通过连通阀（11）连通计量箱（12），在计量箱（12）的上端有进气管（8），下端设启闭机构（13）;进气管（8）的直径为10毫米;启闭机构（13）是由水射器（14）、密封垫（15）、上盖（16）组成，在上盖（16）上设有贮气腔（17）可为弧形或方形，密封垫（15）与上盖（16）相连，并可封住水射器（14）的上端口，水射器（14）的一侧管道与原水管道（1）连通，另一侧与清洗水软化器（6）的底部连通;水射器（14）的进、出口管径为15毫米、吸口管径为8毫米;清洗水软水器（6）的直径为100毫米、高为300毫米，其底部的滤膜（7）是厚为5毫米的高分子聚乙烯醇;上部为树脂层，其厚度为240毫米，在清洗水软化器（6）的底部设有排水阀，软化器（6）的上部与软化水管道连通。本发明的设备的阀门均安装在基座上，其阀门可根据用户需要，设计为手动及自动控制两种方式。

Claims (9)

1、一种二级浮动床离子交换软化水处理工艺，其特征是该工艺采用：

a.运行时，原水经二级浮动床串联运行进行离子交换，使水得以软化，并进入锅炉中使用；

b.软化周期结束后清洗时，打开I号交换柱的顶部进气阀及底部排水阀，关闭软水阀快速排水，使树脂呈松散状下落，则树脂层的残留污物随水排出；

c.清洗后再生时，盐液箱的盐液通过清洗水软化器底部的高分子聚乙烯醇滤膜过滤后，经清洗水软化器先使其树脂层再生后，再进入二级浮床逆流串联再生；

d.再生后再进行逆向清洗，原水经过清洗水软化器软化后，进入二级浮床逆流串联清洗；

e.逆向清洗后再进行正洗，原水经过二级浮床串联清洗，打开清洗水软化器底部的排水阀，使Ⅱ号交换柱上部的逆向清洗废液排出，并使软化器底部的滤膜得以清洗，正洗1分半钟后，即可进行正常交换运行。

2、如权利要求1所述的二级浮动床离子交换软化水处理工艺，其特征是运行时离子交换方式均为自下而上的浮床交换方式，其中Ⅰ号交换柱内的树脂填充率为75-80%，Ⅱ号交换柱的树脂填充率为95%。

3、如权利要求1所述的二级浮动床离子交换软化水处理工艺，其特征是运行时Ⅰ号交换柱的进水硬度可达10毫摩尔/升（以1/2Ca²⁺计）以上，出水硬度小于0.03毫摩尔/升，其交换流速可达55-70米/时。

4、如权利要求1所述的二级浮动床离子交换软化水处理工艺，其特征是再生时，再生液浓度为4-8%，该工艺的再生比耗降至1.35以下。

5、一种用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备，其特征是原水通过管道（1）进入Ⅰ号交换柱（3）的底部，经过柱内树脂层离子交换后从顶部流出，进入Ⅱ号交换柱（5）的底部，经树脂层离子交换后软化水从顶部流出进入锅炉;在Ⅰ号交换柱（3）的项部及底部分别设有进气阀（4）及排水阀（15），Ⅰ号、Ⅱ号交换柱（3）（5）均安装在基座上，在基座上还装有盐液箱（9），盐液箱（9）由贮盐箱（10）及计量箱（12）组成，贮盐箱（10）的侧壁与原水管道（1）连通;贮盐箱（10）与计量箱（12）采用连通阀（11）连通，在计量箱（12）的上部有进气管（8），下端中部有自动启闭机构（13），启闭机构（13）的水射器（14）的一侧管道与原水管道（1）相连，另一侧管道与清洗水软化器（6）的底部相连;在清洗水软化器（6）底部还设有盐液滤膜（7），上部为软化器（6）的树脂层，盐液先使软化器（6）的树脂层再生后，再进入Ⅱ号交换柱（5）的顶部，自上而下进行逆流串联再生，废液从Ⅰ号交换柱（3）的底部排水阀（15）排出;另清洗水软化器（6）的底部还设有排水阀。

6、如权利要求5所述的用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备，其特征是在原水管道（1）上还装有水流量计（2），在再生液管道上也装有流量计。

7、如权利要求5所述的用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备，其特征是Ⅰ、Ⅱ号交换柱（3）（5）的底部设有小阻力配水系统，采用5只滤帽（18）呈环形布置。

8、如权利要求5所述的用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备，其特征是计量箱（12）的启闭机构（13）是由上盖（16）、密封垫（15）及水射器（14）组成;在上盖的顶部有贮气腔（17），密封垫（15）与上盖（6）相连并可封闭水射器（14）的上端口。

9、如权利要求5所述的用于二级浮动床离子交换软化水处理工艺的设备，其特征是清洗水软化器（6）的底部滤膜（7）为高分子聚乙烯醇，其厚度为4-6毫米。

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