CN116371479A - 多功能离子交换树脂再生装置及其再生控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能离子交换树脂再生装置，树脂再生柱，用于装载树脂及与其他部件的连接；变频调速搅拌器用于树脂再生、复苏和清洗时的搅拌；管道过滤器用于过滤外排水中的树脂；排水器用于将将树脂拦截在再生柱中；管道过滤器、排水器、通过管路连通树脂再生柱的预设开孔中。本装置不仅可以有效用于树脂的再生、转型、复苏和清洗，还具有固定床的特点，对于湿法冶金或其他需要从废水中回收重金属或离子交换法提取物质的领域，还可有效回收再生液，降低药剂消耗和洗柱水用量。
Description
技术领域
本发明属于树脂加工技术领域，特别涉及一种多功能离子交换树脂再生装置，及其再生控制方法。
背景技术
离子交换树脂具有在极低含量选择性富集离子态金属和有机物，同时又能能深度去除废水/料液这些物质的优点，广泛应用于工业废水处理、冶金、化工、金属加工、电子、电力、食品、制药等工业。
随着工业废水处理对污染物深度去除及资源回收水平的日益提高，冶金及新材料技术的发展，离子交换技术在这些领域的应用变得极为重要。但是这些领域需要处理的废水或料液含固体悬浮物多浊度高，组分复杂，多含有对树脂有害的高价金属离子、大分子有机物、油类等杂质。造成树脂柱堵塞、树脂结块，长菌、中毒、结垢及油类/大分子有机物污染，短期内树脂失效报废。这些问题阻碍了树脂在这些领域的应用。因此如何在树脂受到污染的情况下，采用有效的方法使树脂得到彻底恢复是解决该问题的关键之一。
工业废水处理资源回收，冶金及其他工业富集回收资源采用离子交换法首先是以再生液的形式回收，因此在再生树脂的过程中如何回收再生液也是技术关键之一。
目前固定床离子交换系统，多采用在交换柱内再生，由于交换柱长期运行后易形成局部树脂层板结、沟流和偏流，使得树脂不易得到彻底清洗和再生，还会浪费大量的再生剂和清洗水，采用本发明的树脂再生装置可有效解决这一问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能交换树脂再生装置，从而克服上述现有技术中的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种多功能交换树脂再生装置，用于废水处理、湿法冶金和其他工业用离子交换树脂的再生、复苏和清洗，这些领域使用树脂的共同特点是树脂容易受到杂质如油类、高分子有机物、三价铁及其他高价金属离子、易结垢物质等的污染，使用普通方法在交换柱内难以实现失效树脂的彻底再生、复苏和清洗,因此需要移出树脂床进行彻底的再生、复苏和清洗以完全恢复树脂的功能。包括：
树脂再生柱，用于装载树脂及与其他部件的连接；
变频调速搅拌器-M（以下简称搅拌器），安装在树脂再生柱中，用于树脂再生、转型、复苏和清洗时的搅拌，并通过定时自动调频调速防止搅拌初始扭矩过大损坏搅拌器；
管道过滤器-PF，安装在排水管路中，用于过滤树脂，防止外排水时的树脂流出；
排水器-F3、F1和F2，装配在树脂再生柱的上部、中部和底部的排水管口，用于排水时将树脂拦截在再生柱中；
管道过滤器、排水器通过管路连通树脂再生柱的预设开孔；
失效的树脂输送管连通树脂再生柱上部开口，再生后树脂输送管连通树脂再生柱的底部开口；洗柱水管路分别连通树脂再生柱的顶部和底部。
多功能离子交换树脂再生方法，包括如下步骤：
（1）再生树脂移入，打开第一阀和第十阀，离子交换柱中失效的离子交换树脂简称树脂进入再生柱中，树脂随带的水经底部排水器和第十阀排出，底部排水器将树脂拦截在再生柱中；当交换柱中树脂全部转移到再生柱中后，第一阀和第十阀关闭；
（2）再生前清洗，打开第三阀、第四阀，搅拌器启动，在设定时间内转速由0上升到设定转速，洗柱水按设定流速经第四阀进入再生柱，然后经第三阀和管道过滤器外排，对树脂进行再生前清洗，洗去树脂中的悬浮物和固杂；洗柱水的进水流速和搅拌速度应控制在树脂刚好不溢出，管道过滤器可在清洗排水过程中防止因洗柱水进水流速或搅拌速度过大时导致的树脂溢出；
（3）排空再生柱中水，步骤（2）完成后，关闭第三阀和第四阀、搅拌器停；打开第十阀和第十一阀，将再生柱中水排净后，关闭第十阀和第十一阀；；
（4）树脂静态再生，打开第六阀和第七阀，再生剂经第六阀进入再生柱，再经树脂成为再生液1，通过中部排水器和第七阀回收或外排，中部排水器将树脂拦截在再生柱中；
（5）树脂搅拌再生，关闭第六阀和第七阀，启动搅拌器，使再生柱中的再生剂和树脂在搅拌状态充分反应，彻底再生树脂；
（6）再生液置换，搅拌器停，打开第四阀和第八阀，洗柱水经第四阀逆流进入再生柱，再生柱中再生液经中部排水器，第八阀被置换出来成为再生液2回收或外排，置换完成后，关闭第八阀进入下一步；
（7）逆流清洗，打开第五阀，搅拌器启动，在搅拌状态下逆流清洗树脂，洗柱废水经上部排水器和第五阀外排，逆流清洗完成后进入下一步；
（8）顺流清洗，关闭第四阀和第五阀，打开第二阀和第十阀，在搅拌状态下顺流清洗树脂，洗柱废水经底部排水器和第十阀外排，顺流清洗完成后关闭第二阀和第十阀；
（9）步骤8完成，搅拌器停，打开第二阀、第九阀，洗柱水将再生柱中树脂压出并转移到交换柱中，当树脂全部被转移到交换柱后，第二阀、第九阀关闭，树脂再生、清洗及转移结束。
优选地，上述技术方案中，如果树脂发生污染或中毒失效，需要对树脂进行复苏处理，则步骤（1）-（8）完成后，打开第十阀和第十一阀，排出再生柱中部分水后，关闭第十阀，启动搅拌器，打开第十二阀，药剂进入再生柱中，药剂加完后关闭第十一阀和第十二阀，通过搅拌与柱中树脂充分反应对树脂进行复苏处理；复苏处理完成后，停止搅拌，打开第四阀和第五阀，洗柱水经第四阀进入再生柱中，将柱中溶液全部置换出来并经上部排水器和第五阀外排，然后按权利要求6步骤（7）和步骤（8）对树脂进行逆流清洗和顺流清洗，树脂复苏处理工作完成后，按步骤（11）进行树脂转移；如果树脂复苏需要多种药剂，可按上述方法分次进行处理。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本装置不仅可以有效用于树脂的再生、复苏和清洗，还具有固定床的特点，对于湿法冶金或其他需要从废水中回收重金属或离子交换法提取物质的领域，还可有效回收再生液，降低药剂消耗和洗柱水用量。
附图说明
附图1为本发明结构图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护 范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包 括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本装置由树脂再生柱（以下简称再生柱）、阀门1-12、变频调速搅拌器-M、管道过滤器-PF、中部排水器-F1、底部排水器-F2、上部排水器-F3和相应管道组成，其结构见附图1，其工作原理如下：
1、打开阀1和阀10，离子交换柱中失效的离子交换树脂（简称树脂）进入再生柱中，树脂随带的水经F2和阀10排出，F2将树脂拦截在再生柱中；当交换柱中树脂全部转移到再生柱中后，阀1和阀10关闭；
2、打开阀3、阀4，M启动，并通过自动变频调节在5分钟内将转速由0逐渐上升到30转/分，洗柱水按6米/小时经阀4进入再生柱，然后经阀3和PF外排，洗去树脂中的悬浮物和固杂；
3、步骤2结束后，关闭阀3、阀4，M停；打开阀10和阀11，将再生柱中水排净后，关闭阀10和阀11；
4、打开阀6和阀7，再生剂4米/小时的流速经阀6进入再生柱，再经树脂、F1和阀7排出，成为为再生液1回收或外排，2小时后，关闭阀6和阀7；
5、启动M，使再生柱中的再生剂和树脂在搅拌状态充分反应2小时，彻底再生树脂；
6、步骤5完成后，M停，打开阀4和阀8，洗柱水以4米/小时的流速经阀4逆流进入再生柱，交换柱中再生液经F1，阀8被置换出来成为再生液2回收或外排，1小时后，关闭阀8，进入下一步；
7、打开阀5，M启动，在搅拌状态下逆流清洗树脂，洗柱水以10米/小时的流速经阀4进入再生柱，在搅拌状态下逆流清洗树脂，洗柱废水经F3和阀5外排，2小时后，关闭阀4和阀5，进入下一步；
8、打开阀2和阀10，洗柱水以20米/小时经阀2进入交换柱，在搅拌状态下顺流清洗树脂，洗柱废水经F2、阀10外排，1小时后，关闭阀2和阀10；
9、打开阀10和阀11，排出再生柱中1/5体积的水后，关闭阀10，打开阀12，同等体积的药剂经阀12进入再生柱中，通过搅拌使药剂与柱中树脂充分反应，加药完成后关闭阀11和阀12；
10、反应2小时后，M停，打开阀4和阀5，洗柱水以10米/小时的流速经阀4进入交换柱，将柱中溶液置换出来并经F3和阀5外排，1.5小时后，按步骤7和8对树脂进行逆流和顺流清洗；树脂复苏如果需要多种药剂分次处理，可重复步骤9和10；
11、上述步骤完成后，M停，打开阀2和阀9，洗柱水将再生柱中树脂压出并转移到交换柱中，当树脂全部被转移到交换柱后，阀2和阀9关闭，树脂再生、复苏和清洗及转移结束。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种多功能离子交换树脂再生装置，用于废水处理、湿法冶金用离子交换树脂的再生、复苏和清洗，其特征在于，包括：
树脂再生柱，用于装载树脂及与其他部件的连接；
变频调速搅拌器-M，简称搅拌器，安装在树脂再生柱中，用于树脂再生、转型、复苏和清洗时的搅拌，并通过定时自动调频调速防止搅拌初始扭矩过大损坏搅拌器；
管道过滤器-PF，安装在排水管路中，用于过滤树脂，防止外排水时的树脂流出；
排水器-F3、F1和F2，装配在树脂再生柱的上部、中部和底部的排水管口，用于排水时将树脂拦截在再生柱中；
管道过滤器、排水器通过管路连通树脂再生柱的预设开孔；
失效的树脂输送管连通树脂再生柱上部开口，再生后树脂输送管连通树脂再生柱的底部开口；洗柱水管路分别连通树脂再生柱的顶部和底部。
2.根据权利要求1所述的多功能离子交换树脂再生装置，其特征在于：管道过滤器和排水器前端的管路中设有控制通断的阀门。
3.根据权利要求1所述的多功能离子交换树脂再生装置，其特征在于：排水器由一定目数的滤网和多孔管相互套接组成，外套滤网和多孔管的连接处设有密封圈；滤网和多孔管的目数根据树脂粒径确定。
4.根据权利要求1所述的多功能离子交换树脂再生装置，其特征在于：树脂再生柱内部采用玻璃钢、橡胶、搪塑或搪瓷作为衬里。
5.根据权利要求1所述的多功能离子交换树脂再生装置，其特征在于：树脂再生柱的上部排水管口、底部排水管口和洗柱水排水管路均连通排水管路，树脂再生柱的中部排水管口连通再生液管路。
6.多功能离子交换树脂再生及清洗方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）再生树脂移入，打开第一阀和第十阀，离子交换柱中失效的离子交换树脂简称树脂进入再生柱中，树脂随带的水经底部排水器和第十阀排出，底部排水器将树脂拦截在再生柱中；当交换柱中树脂全部转移到再生柱中后，第一阀和第十阀关闭；
（2）再生前清洗，打开第三阀、第四阀，搅拌器启动，在设定时间内转速由0上升到设定转速，洗柱水按设定流速经第四阀进入再生柱，然后经第三阀和管道过滤器外排，对树脂进行再生前清洗，洗去树脂中的悬浮物和固杂；洗柱水的进水流速和搅拌速度应控制在树脂刚好不溢出，管道过滤器可在清洗排水过程中防止因洗柱水进水流速或搅拌速度过大时导致的树脂溢出；
（3）排空再生柱中水，步骤（2）完成后，关闭第三阀和第四阀、搅拌器停；打开第十阀和第十一阀，将再生柱中水排净后，关闭第十阀和第十一阀；；
（4）树脂静态再生，打开第六阀和第七阀，再生剂经第六阀进入再生柱，再经树脂成为再生液1，通过中部排水器和第七阀回收或外排，中部排水器将树脂拦截在再生柱中；
（5）树脂搅拌再生，关闭第六阀和第七阀，启动搅拌器，使再生柱中的再生剂和树脂在搅拌状态充分反应，彻底再生树脂；
（6）再生液置换，搅拌器停，打开第四阀和第八阀，洗柱水经第四阀逆流进入再生柱，再生柱中再生液经中部排水器，第八阀被置换出来成为再生液2回收或外排，置换完成后，关闭第八阀进入下一步；
（7）逆流清洗，打开第五阀，搅拌器启动，在搅拌状态下逆流清洗树脂，洗柱废水经上部排水器和第五阀外排，逆流清洗完成后进入下一步；
（8）顺流清洗，关闭第四阀和第五阀，打开第二阀和第十阀，在搅拌状态下顺流清洗树脂，洗柱废水经底部排水器和第十阀外排，顺流清洗完成后关闭第二阀和第十阀；
（9）步骤8完成，搅拌器停，打开第二阀、第九阀，洗柱水将再生柱中树脂压出并转移到交换柱中，当树脂全部被转移到交换柱后，第二阀、第九阀关闭，树脂再生、清洗及转移结束。
7.多功能离子交换树脂复苏方法，其特征在于：如果树脂发生污染或中毒失效，需要对树脂进行复苏处理，则权利要求6步骤（1）-（8）完成后，打开第十阀和第十一阀，排出再生柱中部分水后，关闭第十阀，启动搅拌器，打开第十二阀，药剂进入再生柱中，药剂加完后关闭第十一阀和第十二阀，通过搅拌与柱中树脂充分反应对树脂进行复苏处理；复苏处理完成后，停止搅拌，打开第四阀和第五阀，洗柱水经第四阀进入再生柱中，将柱中溶液全部置换出来并经上部排水器和第五阀外排，然后按权利要求6步骤（7）和步骤（8）对树脂进行逆流清洗和顺流清洗，树脂复苏处理工作完成后，按步骤（11）进行树脂转移；如果树脂复苏需要多种药剂，可按本方法分次进行处理。
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