CN208471610U - 用于原水的二级除盐离子交换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于原水的二级除盐离子交换器，解决了现有技术存在树脂交叉污染和树脂乱层的问题。本实用新型包括第一筒体和第二筒体，第一筒体的出水口与第二筒体的进水口连通；第一筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强酸树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强酸树脂层和排水装置，其中，第一强酸树脂层的装填高度小于第二强酸树脂层的装填高度，第一筒体顶部设有排气装置；第二筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强碱树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强碱树脂层和排水装置，其中，第一强碱树脂层的装填高度小于第二强碱树脂层的装填高度，第二筒体顶部设有排气装置。
Description
技术领域
本实用新型属于化学水处理设备，涉及一种用于化学除盐水处理二级除盐离子交换器。
背景技术
当前，国内外50多年来，混床设备几乎成为用于原水二级除盐唯一的一种设备，有混床组合的“一级除盐+混床”以及“反渗透预脱盐+一级除盐+混床”的二级除盐水处理系统，它们成为了最重要的使用最广的工艺系统。混床设备是由美国发明，它的优点是只有一台主设备，它的缺点主要是在运行和再生时，需要对树脂进行混合和分离，因而存在着树脂交叉污染问题，从而影响着它的再生度、出水质量和运行的经济性。反渗透预脱盐设备适用于含盐量较高的原水处理，按国家规定要求，当原水含盐量＞500mg/L时就需要进行反渗透预脱盐，以除去95％的盐量，余下的5％再由一级除盐和混床除去。由于混床运行周期短，引起频繁再生，影响设备运行，因此，反渗透预脱盐方案在混床前要增加一级除盐设备。
关于凝结水处理，由于凝结水处理中所含的盐类很少，所以只要进行一级除盐处理就能满足供水需求。但凝结水中所含的杂质成分复杂而多样，所以处理的方法也不同。例如，有的凝结水除了要求除去阳离子和阴离子外，还要求重点除去Fe离子和NH3离子，在这种情况下，就需要增加H型前置过滤器。本实用新型涉及的仅是针对原水的二级除盐离子交换水处理技术，不包含凝结水和一级除盐水处理的技术。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术所存在的问题，进而提供一种运行系统简单、操作简单、没有树脂交叉污染和树脂乱层问题的用于原水的二级除盐离子交换器，即它是针对含盐量较高的原水经一级除盐后再进行二级除盐的设备。
解决上述问题的技术方案是：所提供的用于原水的二级除盐离子交换器包括第一筒体和第二筒体，第一筒体的出水口与第二筒体的进水口连通；第一筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强酸树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强酸树脂层和排水装置，其中，第一强酸树脂层的装填高度小于第二强酸树脂层的装填高度，第一筒体顶部设有排气装置；第二筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强碱树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强碱树脂层和排水装置，其中，第一强碱树脂层的装填高度小于第二强碱树脂层的装填高度，第二筒体顶部设有排气装置。经过一级除盐的原水进入本实用新型的第一筒体与强酸树脂进行离子交换后再进入第二筒体与强碱树脂进行离子交换。筒体中带双头水帽的多孔板位于筒体中部，将筒体分隔为上室和下室，其作用是疏通上下液体，隔开上下树脂。
从原水水质的分析得知，原水中的Ca离子大于Mg离子的含量，即使进行反渗透预脱盐，原水中盐量的除去基本上也是按比例减少的，Ca离子大于Mg离子的含量比例不变，所以只要第一强酸或强碱树脂层的装填高度小于第二强酸或强碱树脂层的装填高度就可以保证当树脂失效时上室树脂一定是唯一的一种Ca型失效树脂或硫酸型失效树脂，从而不会出现树脂乱层情况而给再生带来问题。
上室树脂装填的高度可以由再生时的清洗效果来确定，根据试验，上述第一强酸树脂层和第一强碱树脂层的装填高度以0.7-0.8m为最合适。
为了进一步清洗好上室的树脂，余留的树脂清洗空间的优选方案是：第一强酸树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强酸树脂层高度的75-85％，最佳为78-82％；第一强碱树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强碱树脂层高度的75-85％，最佳为78-82％。这里所说的余留的树脂清洗空间是指进水装置与第一强酸树脂层或第一强碱树脂层之间的空间。
为了简化设备，上述第一筒体的进水装置又作为再生液排液装置互相公用，但液流方向相反；第一筒体的排水装置又作为再生液进液装置互相公用，但液流方向相反；同样，第二筒体的进水装置又作为再生液排液装置，第二筒体的排水装置又作为再生液进液装置。
上述第一筒体的多孔板与第二强酸树脂层之间留有的空间高度等于第二强酸树脂由失效型转变为再生型膨胀的高度，第二筒体的多孔板与第二强碱树脂层之间留有的空间高度等于第二强碱树脂由失效型转变为再生型膨胀的高度，这样就能够实现逆流压实再生好树脂的目的。新鲜的数倍理论量的再生剂首先会通过下室树脂，因而下室树脂可以取得最好的再生度和良好的出水质量。
原水进行一级除盐水处理，需要有阳床、阴床和除碳器的组合，需要有强酸树脂和强碱树脂与水中阳阴离子进行交换和CO2的除去，才能使其出水电导率小于5μS/cm，如果需要提供更高质量需求的纯水，则就需要进行二级除盐水处理，此时它的出水电导率可小于0.1-0.2μS/cm。对于一级除盐设备，它可以使用弱酸树脂和弱碱树脂分别除去水中的暂时硬度和强酸阴离子，所以在进行二级除盐处理时，就不需要再设置弱型树脂和除碳器。由于在进行一级除盐水处理时，已经除去了绝大部分的阳离子和阴离子，所以当阳阴床失效时分别泄漏出的主要离子就是Na离子和硅酸根离子。当二级除盐阳阴床失效时其树脂自然主要也是分别吸附的Na型失效树脂和硅酸失效树脂。因而对树脂的再生不会有什么影响。
双室结构的一级除盐设备为了防止上室弱型树脂和下室强型树脂的混杂，需要在中部多孔板和下室树脂间设置白球填料层，以隔离树脂可能的混杂。而本实用新型就没有必要再设置白球层，因为本实用新型上下室装填的树脂都是同一型号、同一规格的强型树脂，即使出现有少许上下室树脂的混杂，也不会影响设备正常运行。
本实用新型与现有技术相比还具有如下优点；
1、本实用新型可以从根本上解决现有混床树脂交叉污染问题，从而可以有效提高树脂再生度、出水质量和运行的经济性。混床体内装填的树脂层高度不会超过1.2m，而本实用新型二级离子交换器装填的树脂高度可高达4m左右，因而周期制水量可比混床高3倍以上。
2、本实用新型的二级除盐离子交换器可以取代现有“一级除盐+混床”以及“反渗透脱盐+一级除盐+混床”系统中的混床或一级除盐+混床，即采用“一级除盐+本实用新型的二级除盐离子交换器”或者“反渗透脱盐+本实用新型的二级除盐离子交换器”，从而有效解决了上述现有水处理系统中所存在的问题。
3、树脂再生时，还可以清除掉上周期进入树脂层内的微粒杂质和碎树脂，由于清洗效果好，阻力小，运行速度可高达40m/h。
4、没有反洗操作，因而耗水率最少，仅5％，比现有工艺少10％；年消耗的树脂量也是最低，仅2％，比现有工艺少13％；运行再生操作程序最少，仅4步，而混床操作程序为8步。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例对本实用新型的内容加以描述。
如图1所示，本实用新型的二级除盐离子交换器具有两个串联的筒体，即串连的第一筒体1和第二筒体2，第一筒体1为圆筒形，其顶部设有空气阀11(排气装置)。第一筒体内从上向下依次设有进水装置12、第一强酸树脂层13、带双头水帽的多孔板14、第二强酸树脂层15和排水装置16。位于筒体上部的进水装置12采用支母管式结构，它与筒体外的原水进水阀17连通；多孔板14将筒体分隔为上室和下室；与底部排水装置16相连的还有再生液阀18和出水阀19。第二筒体2的结构与第一筒体基本相同，其区别是装填的是强碱树脂，即：第二筒体2内从上向下依次设有进水装置22、第一强碱树脂层23、带双头水帽的多孔板24、第二强碱树脂层25和排水装置26，第二筒体的进水阀27的进水口与第一筒体的排水管(图中未画出)相连，出水口与第二筒体的排水装置26相连，与排水装置26相连的还有再生液阀28和出水阀29，第二筒体的顶部也装有空气阀21(排气装置)。
本实例的制水过程简述如下：
1、运行：原水通过进水阀17进入第一筒体的进水装置12布水，调整所需流速(最高运行流速为40m/h)，水流从上向下通过上室的第一强酸树脂层13、和下室的第二强酸树脂层15，通过底部的排水装置16由出水阀19流出。从第一筒体出水阀19流出的水再进入第二筒体2的进水装置22布水，然后从上向下通过第一强碱树脂层23和第二强碱树脂层25，最后通过底部的排水装置26由出水阀29流出。当出水接近超标时停止运行，准备再生。
2、再生：通过再生液阀18给第一筒体1进2.5-3.2％浓度的HCL再生液，通过再生液阀28给第二筒体2进2±0.1％浓度的NaOH再生液，两种再生液均以4-5m/h的再生流速分别在各自的筒体(第一筒体、第二筒体)内由下而上通过下室强型树脂层(第二强酸树脂层、第二强碱树脂层)和上室强型树脂层(第一强酸树脂层、第一强碱树脂层)，最后由再生液排液装置(即进水装置12、进水装置22)排出，当进完规定的再生液量后停止进再生液。
3、置换：仍以4-5m/h流速分别给第一筒体和第二筒体进除盐水，由再生液阀进入，除盐水由下而上通过下室强型树脂和上室强型树脂，由再生液排液阀排出，直到清洗出水达到规定指标后停止进除盐水。
4、正洗：原水分别进入第一、第二筒体，水流以要求的流速由上而下通过上室和下室的强型树脂层，最后通过底部排水装置和下部排水阀进行正洗，当出水水质达到规定的标准后，关下部排水阀，交换器作备用或投入运行。
Claims (6)
1.一种二级除盐离子交换器，其特征是包括第一筒体和第二筒体，第一筒体的出水口与第二筒体的进水口连通；第一筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强酸树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强酸树脂层和排水装置，其中，第一强酸树脂层的装填高度小于第二强酸树脂层的装填高度，第一筒体顶部设有排气装置；第二筒体内从上向下依次设有进水装置、第一强碱树脂层、带双头水帽的多孔板、第二强碱树脂层和排水装置，其中，第一强碱树脂层的装填高度小于第二强碱树脂层的装填高度，第二筒体顶部设有排气装置。
2.根据权利要求1所述的二级除盐离子交换器，其特征是第一强酸树脂层和第一强碱树脂层的装填高度为0.7-0.8m。
3.根据权利要求1所述的二级除盐离子交换器，其特征是第一强酸树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强酸树脂层高度的75-85％；第一强碱树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强碱酸树脂层高度的75-85％。
4.根据权利要求3所述的二级除盐离子交换器，其特征是第一强酸树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强酸树脂层高度的78-82％；第一强碱树脂层上方余留的树脂清洗空间高度为第一强碱酸树脂层高度的78-82％。
5.根据权利要求1所述的二级除盐离子交换器，其特征是第一筒体的进水装置又作为再生液排液装置，第一筒体的排水装置又作为再生液进液装置；第二筒体的进水装置又作为再生液排液装置，第二筒体的排水装置又作为再生液进液装置。
6.根据权利要求1所述的二级除盐离子交换器，其特征是第一筒体的多孔板与第二强酸树脂层之间留有的空间高度等于第二强酸树脂层的树脂由失效型转变为再生型膨胀的高度，第二筒体的多孔板与第二强碱树脂层之间留有的空间高度等于第二强碱树脂层的树脂由失效型转变为再生型膨胀的高度。
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