CN110790343A - 一种节水减排的混床再生方法 - Google Patents

一种节水减排的混床再生方法 Download PDF

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韩俊
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Abstract

本发明公开一种节水减排的混床再生方法，进再生液前保持混床处于满水状态，碱再生液和酸再生液分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部同时通入混床，树脂再生过程和树脂层冲洗置换过程保持床内液位处于缓慢下降的状态，将除盐水分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部进入，同时从中排口排出，进行同步冲洗置换阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层，通入压缩空气将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合均匀；再从混床顶部的进水口注水，直至注满，以使混床内的气体排出；打开混床底部的正冲洗水出口阀门，将水排出。整个过程，操作时间缩短40%以上，总废水排量减少45%以上，节水45%以上。

Description

一种节水减排的混床再生方法
技术领域
本发明属于混合离子交换除盐技术领域，具体涉及一种节水减排的混床再生方法。
背景技术
混床再生方法分为体外再生和体内再生，体内再生可分为“两步法”和“同步再生法”。树脂再生成功的关键在于阴树脂和阳树脂的良好分层，在于酸液和碱液不互相越过树脂分层界面。原“两步法”再生操作简介如下：
第一步：排水（使床内水位在树脂上方约200mm处）；
第二步：反洗分层（水力筛分法，使阴、阳树脂分层明显）；
第三步：排水（使床内水位保持在树脂上方约100mm处，耗时T1，耗水=产生废水=Q10）；
第四步：阴树脂再生（从阴树脂层上方通入碱再生液，从阳树脂层底部通入保护用除盐水，两种液体共同从树脂分层界面的中排口排出，耗时T2，耗水Q23，产生废水Q24）；
第五步：阴树脂置换（计量箱内液碱使用完后，关闭液碱出口。相当于从阴树脂层上部和阳树脂层下部通入的均为除盐水，置换出阴树脂层内的碱液残液，从中排口排出，耗时T3，耗水Q30,产生废水Q30）；
第六步：阳树脂再生（从阴树脂层上方通入除盐水保护阴树脂，从阳树脂层底部通入酸再生液，两种液体共同从树脂分层界面的中排口排出，耗时=T3，耗水Q30，产生废水Q31）；
第七步：阳树脂置换（计量箱内盐酸使用完后，关闭盐酸出口。相当于从阴树脂层上部和阳树脂层下部通入的均为除盐水，置换出阳树脂层内的酸液残液，从中排口排出，耗时=T3，耗水Q30,产生废水Q30）；
第八步：调节床内液位（保持床内水位在树脂上方约100～200mm处。若水位高，则排水；若水位低，则补水）；
第九步：进压缩空气将阴、阳树脂混合均匀；
第十步：排气（进水将床内气体排出）；
第十一步：正冲洗（从混床顶部进水，进水量同正常运行流量，从混床底部排水入地沟，至排水满足除盐水水质为合格，耗水=废水=Q50）。
以上操作方法存在的不足：
以所用混床直径为2500mm为例，填装的阴离子交换树脂层高1000mm，填装的阳离子交换树脂层高500mm：
1、操作时间长，其中第三步至第七步共耗时T1+ T2+ T3+ T3+ T3（共耗4小时）；
2、产生废水多，其中第三步至第七步以及第十一步共产生废水Q10+ Q24+ Q30+ Q31+ Q30+ Q50（共172.5m3，含消耗的水、盐酸和液碱）；
3、除盐水和反渗透产品水消耗量大，其中第三步至第七步以及第十一步共消耗水Q10+Q23+ Q30+ Q30+ Q30+ Q50（共170.5m3，含再生和置换用除盐水，排水和正冲洗用RO水）。
上述操作方法的缺点会引起混床再生期间除盐水内耗大、外供量不足的风险，产生大量的废水难以处理并引起环保风险，操作时间长也给操作人员带来不便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种节水减排的混床再生方法，旨在实现再生操作耗时短、除盐水耗量少、废水产生量少，进而提高企业生产可靠性和降低环保风险。
本发明通过以下技术方案实现：一种节水减排的混床再生方法，经过下列各步骤：
第一步：排水，使床内水位在树脂上方150～250mm处；
第二步：采用水力筛分法反洗分层，使阴离子交换树脂和阳离子交换树脂分层明显，并保持混床处于满水状态，此时不再排水；
第三步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步再生：碱再生液和酸再生液分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部同时通入混床，调整树脂分界面中排口阀门开度80%以上，使排液量略大于再生液总进液量，床内液位处于下降状态，当液位降至上视镜时，通过液位下降速度计算，再次调整中排阀开度，使液位下降速度≤22.5mm/min，该速度需确保同步再生和同步置换完成后床内液位仍高于树脂层；碱再生液是按每立方阴离子交换树脂消耗液碱0.2m3计算消耗量，酸再生液是按每立方阳离子交换树脂消耗盐酸0.4m3计算消耗量；直至碱再生液和酸再生液消耗完后停止；期间，使用pH试纸间断测试中排口排水pH，pH应≥7；记录该步骤耗时T2，耗水Q23，产生废水Q24；
第四步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步置换：将除盐水分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部进入，同时从中排口排出，进行同步冲洗置换阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层，直到除盐水将碱再生液和酸再生液冲洗干净；记录该步骤耗时T3，耗水Q30，产生废水Q30；
第五步：调节床内液位，保持床内水位在树脂上方100～200mm处；
第六步：通入压缩空气将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合均匀；
第七步：从混床顶部的进水口注水，直至注满，以使混床内的气体排出；
第八步：打开混床底部的正冲洗水出口阀门，将水排出。
所述第三步的碱再生液和酸再生液是按常规混床再生液的配制方法制得，如碱再生液的配比为30%液碱：除盐水=1:14；酸再生液的配比为31%盐酸：除盐水=1:14。
所述第四步的除盐水将碱再生液和酸再生液冲洗干净是使用pH试纸测试中排口排水pH，当pH稳定在6～7后，即判断冲洗完成。
所述第七步的注水是注入混床上一个工序的RO除碳水。
所述第八步的正冲洗水出口处增设与预处理系统缓冲水箱的连接管道，使正冲洗水通过自身的微正压自流进入预处理系统缓冲水箱。
所述预处理系统缓冲水箱的高度为混床高度的1/2，实现所有正冲洗水全部回收利用，不再排入废水沟，耗水为零，产生废水为零。
本发明中，首先，进再生液前保持混床处于满水状态，树脂再生过程和树脂层冲洗置换过程保持床内液位处于缓慢下降的状态，可以确保再生过程和置换过程中，酸再生液和酸置换液不越过树脂分界面，也就是说，酸液和碱液在发挥作用前不会相互反应，酸液不会与阴树脂接触，碱液不会与阳树脂接触，确保再生成功。其次，彻底置换后进行的正冲洗步骤，排出的水的水质介于反渗透产品水与除盐水之间，为高品质水，回收于预处理系统，可防止高品质水混入废水中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、整个过程，操作时间共缩短T1+ T2+ T3+ T3+ T3- T2- T3= T1+2T3，缩短40%以上。
2、再生过程和冲洗过程取消了两种树脂的保护用水，保护用水不再混入废水，正冲洗水亦不混入废水，共减少废水量Q10+ Q24+ Q30+ Q31+ Q30+ Q50- Q24- Q30= Q10+Q30+ Q31 +Q50，总废水排量减少45%以上；
3、取消保护用水并回收正冲洗水，整个操作过程实现节水Q10+ Q23+ Q30+ Q30+ Q30+Q50- Q23- Q30= Q10+3Q30，节水45%以上。
4、在不改变混床原结构、不增加新的液位显示装置的情况下，依靠本发明操作方法实现了混床成功再生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是现有技术的原理示意图；
图2是本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本例所用混床直径为2500mm，填装的阴离子交换树脂层高1000mm，填装的阳离子交换树脂层高500mm。
第一步：排水，使床内水位在树脂上方150～250mm处；
第二步：采用水力筛分法反洗分层，使阴离子交换树脂和阳离子交换树脂分层明显，并保持混床处于满水状态，此时不再排水；
第三步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步再生：碱再生液和酸再生液分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部同时通入混床，调整树脂分界面中排口阀门开度80%以上，使排液量略大于再生液总进液量，床内液位处于下降状态，当液位降至上视镜时，通过液位下降速度计算，再次调整中排阀开度，使液位下降速度≤22.5mm/min，该速度需确保同步再生和同步置换完成后床内液位仍高于树脂层；碱再生液是按每立方阴离子交换树脂消耗液碱0.2m3计算消耗量，酸再生液是按每立方阳离子交换树脂消耗盐酸0.4m3计算消耗量；直至碱再生液和酸再生液消耗完后停止；期间，使用pH试纸间断测试中排口排水pH，pH应≥7；记录该步骤耗时T2，耗水Q23，产生废水Q24；
本例中碱再生液的配比为30%液碱：除盐水=1:14；酸再生液的配比为31%盐酸：除盐水=1:14。本步骤需要碱再生液15m3（即1m3液碱，14m3除盐水），酸再生液15m3（即1m3盐酸，14m3除盐水）
第四步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步置换：将除盐水分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部进入，同时从中排口排出，进行同步冲洗置换阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层，直到除盐水将碱再生液和酸再生液冲洗干净，使用pH试纸测试中排口排水pH，当pH稳定在6～7后，即判断冲洗完成；记录该步骤耗时T3，耗水Q30，产生废水Q30；此步骤需要除盐水加入共约30m3（Q30）；
第五步：调节床内液位，保持床内水位在树脂上方100～200mm处；
第六步：通入压缩空气将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合均匀；
第七步：从混床顶部的进水口注水，注入混床上一个工序的RO除碳水，直至注满，以使混床内的气体排出；
第八步：打开混床底部的正冲洗水出口阀门，将水排出。在正冲洗水出口处增设与预处理系统缓冲水箱的连接管道，使正冲洗水通过自身的微正压自流进入预处理系统缓冲水箱；预处理系统缓冲水箱的高度为混床高度的1/2，实现所有正冲洗水全部回收利用，不再排入废水沟，耗水为零，产生废水为零。
本例的整个过程操作时间共耗1小时45分钟，较常规方法缩短2小时15分钟，缩短约40%；产生废水67.5m3，较常规方法减排105m3，总废水排量减少约47.6%；耗水量82.7m3，较常规方法节水87.8m3，节水约48.5%。

Claims (6)

1.一种节水减排的混床再生方法，其特征在于经过下列各步骤：
第一步：排水，使床内水位在树脂上方150～250mm处；
第二步：采用水力筛分法反洗分层，使阴离子交换树脂和阳离子交换树脂分层明显，并保持混床处于满水状态；
第三步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步再生：碱再生液和酸再生液分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部同时通入混床，调整树脂分界面中排口阀门开度80%以上，使排液量大于再生液总进液量，床内液位处于下降状态，当液位降至上视镜时，通过液位下降速度计算，再次调整中排阀开度，使液位下降速度≤22.5mm/min，该速度需确保同步再生和同步置换完成后床内液位仍高于树脂层；碱再生液是按每立方阴离子交换树脂消耗液碱0.2m3计算消耗量，酸再生液是按每立方阳离子交换树脂消耗盐酸0.4m3计算消耗量；直至碱再生液和酸再生液消耗完后停止；
第四步：阴离子交换树脂和阳离子交换树脂同步置换：将除盐水分别从阴离子交换树脂层上部和阳离子交换树脂层下部进入，同时从中排口排出，进行同步冲洗置换阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层，直到除盐水将碱再生液和酸再生液冲洗干净；
第五步：调节床内液位，保持床内水位在树脂上方100～200mm处；
第六步：通入压缩空气将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂混合均匀；
第七步：从混床顶部的进水口注水，直至注满，以使混床内的气体排出；
第八步：打开混床底部的正冲洗水出口阀门，将水排出。
2.根据权利要求1所述的节水减排的混床再生方法，其特征在于：所述第三步的碱再生液和酸再生液是按常规混床再生液的配制方法制得。
3.根据权利要求1所述的节水减排的混床再生方法，其特征在于：所述第四步的除盐水将碱再生液和酸再生液冲洗干净是使用pH试纸测试中排口排水pH，当pH稳定在6～7后，即判断冲洗完成。
4.根据权利要求1所述的节水减排的混床再生方法，其特征在于：所述第七步的注水是注入混床上一个工序的RO除碳水。
5.根据权利要求1所述的节水减排的混床再生方法，其特征在于：所述第八步的正冲洗水出口处增设与预处理系统缓冲水箱的连接管道，使正冲洗水通过自身的微正压自流进入预处理系统缓冲水箱。
6.根据权利要求5所述的节水减排的混床再生方法，其特征在于：所述预处理系统缓冲水箱的高度为混床高度的1/2。
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