CN210419536U - 一种离子交换树脂流化床装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离子交换树脂流化床装置，该装置由底部至顶部依次包括下室、树脂层、流化区和上室；下室通过多孔滤板与树脂层隔开，流化区通过多孔隔板与上室隔开，多孔滤板上均安装有配水帽；通过离子交换树脂流化床技术，在离子交换过程中，使树脂均匀吸附，优化了出水水质的稳定性，并通过离子交换树脂吸附饱和度的均匀化，提高再生效果；在再生过程中，使树脂均匀再生，强化了树脂再生效果，再生周期增加约为1.2倍以上，降低再生液用量、物耗、能耗，增加了系统稳定性；通过投加不同粒径混合的惰性填料，强化了流化床的流化效果，使其满足离子交换和再生时，不同流速下的稳定流化状态，进水流量范围更加宽泛，提高适用性。

Description

一种离子交换树脂流化床装置

技术领域

本发明属于废水处理领域，尤其涉及一种离子交换树脂流化床装置。

背景技术

随着工业的迅速发展，工业废水排放量日益加大，其中含无机盐废水的处理方法通常采用膜分离浓缩、电渗析技术或蒸发结晶等，但往往处理过程中容易出现结垢现象，严重影响系统稳定性及工作效率，因此除硬技术在工业废水处理中不容忽视。

废水中硬度离子主要为钙、镁等金属离子，随着浓度增加或与其他离子结合易生成沉淀析出，严重影响系统稳定性。目前采用的除硬技术包括化学软化、离子交换和膜分离等技术，其中化学软化容易产生大量污泥，污泥难处理，且增加处理成本；膜分离除硬技术是采用纳滤膜，对钙镁离子分离，保证产水软化，但分离浓缩过程中，纳滤浓水侧仍存在结垢问题，因此离子交换技术除硬技术被广泛应用。离子交换技术采用离子交换树脂，通过树脂上H或Na离子，对工业废水中钙镁离子进行交换，从而达到除硬的目的。目前离子交换反应器大多数是浮动床、顺流再生固定床或逆流再生固定床等，运行过程中，树脂吸附饱和度逐渐增加，出水水质随运行时间逐渐变差，顺流再生时，再生液与进水方向相同，树脂再生度沿水流方向呈阶梯式降低，逆流再生与顺流再生流向相反，由吸附饱和度较低一侧的树脂进入，从而更好的再生树脂，尽管如此，仍存在再生液用量大、再生周期短和再生度不理想等问题，因此离子交换技术出水水质优化以及树脂再生问题，被广泛关注。

CN102874897A公开了一种离子交换树脂交替串联使用工艺及其装置，其处理工艺包括第一离子交换树脂罐、第二离子交换树脂罐，且为串联交替使用，并当出水离子浓度超标5-10倍时再进行再生，该处理方法有效的提高了树脂利用率，但存在出水水质波动大，再生液用量大等问题。

CN103551210A公开了一种一种基于流化床的离子交换树脂的再生方法，其处理工艺包括再生液以一定流量由塔底加入，使树脂形成稳定的流化床，该处理方法有效延长了再生周期，降低能耗和废水排放量，但忽略了离子交换过程中，树脂吸附饱和度的阶梯性分布，且流量受限实用性低、硫化程度有待强。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种离子交换树脂流化床装置，该装置通

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种离子交换树脂流化床装置，其特征在于，所述装置由底部至顶部依次包括下室、树脂层、流化区和上室；所述下室通过多孔滤板与树脂层隔开，所述流化区通过多孔隔板与上室隔开，所述多孔滤板上均安装有配水帽。

所述树脂层包括离子交换树脂和惰性填料；

所述离子交换树脂为强酸树脂、弱酸树脂、强碱树脂、弱碱树脂、螯合树脂中的至少一种；

所述惰性填料为石英砂、陶瓷粒、玻璃珠等材料中的至少一种。

所述装置的底部设置有进液口，废水经进液口进入下室。

所述装置底部还安装有冲洗阀门、再生液进口阀门和废水进口阀门。

所述装置顶部安装有出液口，上室出水通过出液口排出。

所述装置顶部还安装有再生液出口阀门、废水出口阀门和冲洗水出口阀门。

废水进口阀门打开，废水由进液口进入下室，通过多孔滤板进入树脂层，在流化区形成流化状态，经树脂软化后的废水通过多孔滤板进入上室，废水出口阀门打开，废水由出液口排出。

冲洗阀门打开，冲洗水由进液口进入下室，通过多孔滤板进入树脂层进行冲洗冲洗水通过多孔滤板进入上室，冲洗水出口阀门打开，冲洗水由出液口排出。

再生液进口阀门打开，再生液由进液口进入下室，通过多孔滤板进入树脂层，在流化区形成流化状态，经树脂再生后的废液通过多孔滤板进入上室，再生液出口阀门打开，再生液由出液口排出。

装置底部还安装有卸脂口（15），顶部安装有进脂口（16）；

离子交换树脂及惰性填料由进脂口（16）投加到装置内部，形成树脂层（2），当树脂需要更换时，由卸脂口（15）排出。

和传统技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、通过离子交换树脂流化床技术，在离子交换过程中，使树脂均匀吸附，优化了出水水质的稳定性，并通过离子交换树脂吸附饱和度的均匀化，提高再生效果；

2、通过离子交换树脂流化床技术，在再生过程中，使树脂均匀再生，强化了树脂再生效果，再生周期增加约为1.2倍以上，降低再生液用量、物耗、能耗，增加了系统稳定性。

3、通过投加不同粒径混合的惰性填料，强化了流化床的流化效果，使其满足离子交换和再生时，不同流速下的稳定流化状态，进水流量范围更加宽泛，增强离子交换树脂流化床装置的适用性。

附图说明

图1为本实用新型离子交换树脂流化床装置结构图。

图中：1-下室；2-树脂层；3-流化区；4-上室；5-多孔隔板；6-配水帽；7-进液口；8-冲洗阀门；9-再生液进口阀门；10-废水进口阀门；11-出液口；12-再生液出口阀门；13-废水出口阀门；14-冲洗水出口阀门；15-卸脂口；16-进脂口。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实施实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

如图1所示，、一种离子交换树脂流化床装置，该装置由底部至顶部依次包括下室1、树脂层2、流化区3和上室4；下室1通过多孔滤板5与树脂层2隔开，流化区3通过多孔隔板5与上室4隔开，多孔滤板5上均安装有配水帽6。树脂层2包括离子交换树脂和惰性填料；离子交换树脂为强酸树脂、弱酸树脂、强碱树脂、弱碱树脂、螯合树脂中的至少一种；惰性填料为石英砂、陶瓷粒、玻璃珠等材料中的至少一种。

装置的底部设置有进液口7，废水经进液口7进入下室1。

装置底部还安装有冲洗阀门8、再生液进口阀门9和废水进口阀门10。

装置顶部安装有出液口11，上室4出水通过出液口11排出。

装置顶部还安装有再生液出口阀门12、废水出口阀门13和冲洗水出口阀门14。

运行过程中，废水进口阀门10打开，废水由进液口7进入下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔滤板5进入并以一定流速流经树脂层2，将离子交换树脂与惰性填料托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂软化后的废水通过上端设置有配水帽6的多孔滤板5进入上室4，废水出口阀门13打开，废水由出液口11排出。

当冲洗时，冲洗阀门8打开，冲洗水由进液口7进入下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔滤板5进入并以一定流速冲洗树脂层2，冲洗水通过上端设置有配水帽6的多孔滤板5进入上室4，冲洗水出口阀门14打开，冲洗水由出液口11排出。

当再生时，再生液进口阀门12打开，再生液由进液口7进入下室1，通过下单设置有配水帽6的多孔滤板5进入并以一定流速流经树脂层2，将离子交换树脂与惰性填料托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂再生后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔滤板5进入上室4，再生液出口阀门14打开，再生液由出液口11排出。

装置底部还安装有卸脂口15，顶部安装有进脂口16；

离子交换树脂及惰性填料由进脂口16投加到装置内部，形成树脂层2，当树脂需要更换时，由卸脂口15排出，进行集中处理，此过程流化状态使树脂均匀再生，进一步提高再生效果。

实施例1

某厂废水硬度为2mmol/L，电导率为1500us/cm，采用如下方法处理该废水：

离子交换树脂及惰性填料由进脂口16投加到装置内部，形成树脂层2，其中离子交换树脂为强酸钠型树脂，惰性填料优选为两种粒径混合的玻璃珠，惰性填料的粒径分别为4mm和10mm；

运行过程中，废水进口阀门10打开，废水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以40m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂及玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经强酸树脂软化后的废水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，废水出口阀门13打开，废水经此流至后续工艺；

冲洗过程中，冲洗阀门8打开，冲洗水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以10m/h的进水流速冲洗树脂层2，冲洗水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，冲洗水出口阀门14打开，冲洗水经此流出，反冲洗过程与冲洗过程水流方向相反；

再生过程中，再生液进口阀门9打开，氯化钠再生液由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，再生液以7m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂与玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂再生后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，再生液出口阀门12打开，再生废液经此流出进行处理回用，当树脂需要更换时，由卸脂口15排除，进行集中处理。

产水硬度小于0.03mmol/L，再生周期较传统工艺的72h延长至86.5h。

实施例2

某厂废水硬度为4mmol/L，电导率为2000us/cm，采用如下方法处理该废水：

离子交换树脂及惰性填料由进脂口16投加到装置内部，形成树脂层2，其中离子交换树脂为强酸钠型树脂，惰性填料优选为两种粒径混合的玻璃珠，惰性填料的粒径分别为2mm和10mm；

运行过程中，废水进口阀门10打开，废水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以40m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂及玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经强酸树脂软化后的废水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，废水出口阀门13打开，废水经此流至后续工艺；

冲洗过程中，冲洗阀门8打开，冲洗水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以10m/h的进水流速冲洗树脂层2，冲洗水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，冲洗水出口阀门14打开，冲洗水经此流出，反冲洗过程与冲洗过程水流方向相反；

再生过程中，再生液进口阀门9打开，氯化钠再生液由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，再生液以7m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂与玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂再生后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，再生液出口阀门12打开，再生废液经此流出进行处理回用，当树脂需要更换时，由卸脂口15排除，进行集中处理。

产水硬度小于0.03mmol/L，再生周期较传统工艺的65h延长至82h。

实施例3

某厂废水硬度为6mmol/L，电导率为2000us/cm，采用如下方法处理该废水：

离子交换树脂及惰性填料由进脂口16投加到装置内部，形成树脂层2，其中离子交换树脂为强酸钠型树脂，惰性填料优选为两种粒径混合的玻璃珠，惰性填料的粒径分别为2mm和6mm；

运行过程中，废水进口阀门10打开，废水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以30m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂及玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经强酸树脂软化后的废水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，废水出口阀门13打开，废水经此流至后续工艺；

冲洗过程中，冲洗阀门8打开，冲洗水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以10m/h的进水流速冲洗树脂层2，冲洗水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，冲洗水出口阀门14打开，冲洗水经此流出，反冲洗过程与冲洗过程水流方向相反；

再生过程中，再生液进口阀门9打开，氯化钠再生液由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，再生液以5m/h的进水流速流经树脂层2，将强酸树脂与玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂再生后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，再生液出口阀门12打开，再生废液经此流出进行处理回用，当树脂需要更换时，由卸脂口15排除，进行集中处理。

产水硬度小于0.03mmol/L，再生周期较传统工艺的48h延长至62h。

实施例4

某厂废水硬度为3mmol/L，电导率为7000us/cm，采用如下方法处理该废水：

离子交换树脂及惰性填料由进脂口16投加到装置内部，形成树脂层2，其中离子交换树脂为弱酸钠型树脂，惰性填料优选为两种粒径混合的玻璃珠，惰性填料的粒径分别为2mm和10mm；

运行过程中，废水进口阀门10打开，废水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以40m/h的进水流速流经树脂层2，将弱酸树脂及玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经弱酸树脂软化后的废水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，废水出口阀门13打开，废水经此流至后续工艺；

冲洗过程中，冲洗阀门8打开，冲洗水由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，废水以10m/h的进水流速冲洗树脂层2，冲洗水通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，冲洗水出口阀门14打开，冲洗水经此流出，反冲洗过程与冲洗过程水流方向相反；

再生过程中，再生液进口阀门9打开，盐酸再生液由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，再生液以5m/h的进水流速流经树脂层2，将弱酸树脂与玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂再生后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，再生液出口阀门12打开，再生废液经此流出进行处理回用；

经盐酸再生，冲洗管道残留酸液后，进行弱酸树脂钠型转换，钠型转换过程中，再生液进口阀门9打开，氢氧化钠再生液由此通过进液口7进入到下室1，通过下端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到装置内部，再生液以5m/h的进水流速流经树脂层2，将弱酸树脂与玻璃珠托起，在流化区3形成稳定的流化状态，经树脂转型后的废液通过上端设置有配水帽6的多孔隔板5进入到上室4，由出液口11排除，再生液出口阀门12打开，再生废液经此流出进行处理回用，当树脂需要更换时，由卸脂口15排除，进行集中处理。

产水硬度小于0.03mmol/L，再生周期较传统工艺的96h延长至130h。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细工艺设备和工艺流程，但本实用新型并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种离子交换树脂流化床装置，其特征在于，所述装置由底部至顶部依次包括下室（1）、树脂层（2）、流化区（3）和上室（4）；所述下室（1）通过多孔滤板（5）与树脂层（2）隔开，所述流化区（3）通过多孔隔板（5）与上室（4）隔开，所述多孔滤板（5）上均安装有配水帽（6）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述树脂层（2）包括离子交换树脂和惰性填料；

所述离子交换树脂为强酸树脂、弱酸树脂、强碱树脂、弱碱树脂、螯合树脂中的至少一种；

所述惰性填料为石英砂、陶瓷粒、玻璃珠等材料中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置的底部设置有进液口（7），废水经进液口（7）进入下室（1）。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置底部还安装有冲洗阀门（8）、再生液进口阀门（9）和废水进口阀门（10）。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置顶部安装有出液口（11），上室（4）出水通过出液口（11）排出。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置顶部还安装有再生液出口阀门（12）、废水出口阀门（13）和冲洗水出口阀门（14）。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，废水进口阀门（10）打开，废水由进液口（7）进入下室（1），通过多孔滤板（5）进入树脂层（2），在流化区（3）形成流化状态，经树脂软化后的废水通过多孔滤板（5）进入上室（4），废水出口阀门（13）打开，废水由出液口（11）排出。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，冲洗阀门（8）打开，冲洗水由进液口（7）进入下室（1），通过多孔滤板（5）进入树脂层（2）进行冲洗冲洗水通过多孔滤板（5）进入上室（4），冲洗水出口阀门（14）打开，冲洗水由出液口（11）排出。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，再生液进口阀门（12）打开，再生液由进液口（7）进入下室（1），通过多孔滤板（5）进入树脂层（2），在流化区（3）形成流化状态，经树脂再生后的废液通过多孔滤板（5）进入上室（4），再生液出口阀门（14）打开，再生液由出液口（11）排出。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，装置底部还安装有卸脂口（15），顶部安装有进脂口（16）；离子交换树脂及惰性填料由进脂口（16）投加到装置内部，形成树脂层（2），当树脂需要更换时，由卸脂口（15）排出。

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