CN221296318U - 一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，属于离子交换设备技术领域。该离子交换树脂装置，通过进气口的设置，加入鼓风机气冲的设计，使得在离子交换树脂除硬过程中，树脂反应更加均匀，再生过程中树脂得到重新排布，从而进一步提高离子交换树脂的品质和性能，延长树脂的使用寿命。另外，在树脂罐的基础上，本实用新型又引入了滤板设计，起到承载树脂层的作用，滤板上设置有多个滤头，滤头前设置有筛网，筛网的目数小于钠离子交换树脂的尺寸，防止树脂流失造成资源浪费。另外，本实用新型树脂罐内部可采用优质钠离子交换树脂，交换容量大，交换速度快，机械强度高，能够实现树脂和再生液的循环利用，使用周期长。

Description

一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置

技术领域

本实用新型属于离子交换设备技术领域，具体涉及一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置。

背景技术

钠离子交换树脂是一种含有大量的强酸性基团的网状聚合物，其离解能力很强，具有交换容量高、交换速度快、机械强度高、耐酸碱、化学性质相对稳定等优点，在水处理领域得到广泛的应用，大大促进了化工企业、电厂、煤矿、电子、医药、环保等行业的发展。

目前，大多数钠离子交换树脂用于化工废水除硬技术已相当成熟，但现有的树脂罐存在树脂分布不均匀、树脂易板结、树脂流失造成资源浪费、再生树脂性能低、树脂无法实现循环利用造成二次污染等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，本实用新型提供的离子交换树脂罐能够实现化工废液的彻底除硬。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

本实用新型的第一个方面，提供一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，包括树脂罐，所述树脂罐顶部设有废水进罐口、再生废液出罐口和进气口，所述树脂罐内部设有离子交换树脂层，离子交换树脂层的底部设有滤板，起到承载树脂层的作用，所述滤板上设有滤头，所述树脂罐底部设有再生液进罐口、废水出罐口。

在本实用新型的一些实施例中，所述废水进罐口、再生废液出罐口、进气口、再生液进罐口、废水出罐口处均设有管道，管道上均设有阀门。

在本实用新型的一些实施例中，所述废水储罐口连接的管道上设有硬度检测仪。

在本实用新型的一些实施例中，所述阀门为全自动多路阀门。

在本实用新型的一些实施例中，所述树脂罐顶部设有控制器，控制器沿树脂罐罐体中轴线对称放置于树脂罐顶部，所述控制器用于控制所述阀门的开启或关闭。

在本实用新型的一些实施例中，直径小于1.5m的树脂罐的材质为玻璃钢，内胆为PE衬层；直径大于等于1.5m的树脂罐的材质为碳钢，内胆为天然硬质橡胶衬层。

在本实用新型的一些实施例中，所述滤头与离子交换树脂层之间设有筛网，筛网的目数小于离子交换树脂的尺寸。

在本实用新型的一些实施例中，所述离子交换树脂层上设有压脂板。

在本实用新型的一些实施例中，所述树脂罐罐壁上设有运行观察窗。

在本实用新型的一些实施例中，所述树脂罐内设置有温度检测装置，所述离子交换树脂层上部的树脂罐罐壁上设有压强检测装置。

本实用新型的有益效果为：

与现有技术相比，本实用新型的离子交换树脂装置，通过在传统树脂罐的基础上，通过进气口的设置，加入鼓风机气冲的设计，使得在离子交换树脂除硬过程中，树脂反应更加均匀，再生过程中树脂得到重新排布，从而进一步提高离子交换树脂的品质和性能，延长树脂的使用寿命。另外，在树脂罐的基础上，本实用新型又引入了滤板设计，起到承载树脂层的作用，滤板上设置有多个滤头，滤头前设置有筛网，筛网的目数小于钠离子交换树脂的尺寸，防止树脂流失造成资源浪费。另外，本实用新型树脂罐内部可采用优质钠离子交换树脂，交换容量大，交换速度快，机械强度高，能够实现树脂和再生液的循环利用，使用周期长。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例的一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂罐的结构示意图。

其中，1：控制器、2：树脂罐、3：废水进罐阀、4：鼓风机气冲阀、5：气液分布器、6：压脂板、7：离子交换树脂层、8：滤头、9：滤板、10：罐体出水阀、11：硬度检测仪、12：再生液进罐阀、13：再生废液外排阀、14：运行观察窗、15：压强计。

具体实施方式

名词解释：

天然硬质橡胶衬层：根据硫化后分子间交联的程度，天然橡胶(NR)或聚异戊二烯橡胶(IR)可分为软橡胶和硬橡胶。一般人们认为，硬橡胶衬里可适合于各种意图。它们的耐化学腐蚀性能和耐温性能可满足各种需求，而软橡胶则具有抗磨损性能好的优越性。本实用新型中所述的天然硬质橡胶衬层即为硬橡胶类型的天然橡胶(NR)或聚异戊二烯橡胶(IR)硫化后得到的。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的离子交换树脂存在树脂分布不均匀、树脂易板结、树脂流失造成资源浪费、再生树脂性能低等问题，为了解决如上的问题，本实用进行提出了一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置。

本实用新型的一种典型的实施方式中，提供了一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，如图1所示，该离子交换树脂装置包括树脂罐2，所述树脂罐2顶部设有废水进罐口、再生废液出罐口和进气口，所述树脂罐2内部设有离子交换树脂层7，离子交换树脂层7的底部设有滤板9，所述滤板9起到承载离子交换树脂层7的作用，所述滤板9上设有滤头8，所述树脂罐2底部设有再生液进罐口、废水出罐口。

该离子交换树脂装置中，树脂罐2的顶部设有进气口，可通过鼓风机向树脂罐内通入气体。通过进气口的设置，加入鼓风机气冲的设计，使得在离子交换树脂除硬过程中，树脂反应更加均匀，再生过程中树脂得到重新排布，从而进一步提高离子交换树脂的品质和性能，延长树脂的使用寿命。

再生液进罐口设置在树脂罐2底部，再生废液出罐口设置在树脂罐2顶部，这样的设置可以使得在再生液从离子交换树脂层7的底部进入，进而能够更充分地与树脂接触，进而提高离子交换树脂的再生率，同时获得更好的再生效果。

滤板9放置于离子交换树脂层7下方位置，起到承载树脂层的作用，滤板间的均匀性、平整度、强度和密封性非常重要，直接关系到装置的运行安全和出水效果。

为了提高废水除硬效果和树脂再生效果，本实用新型的离子交换树脂装置中，所述树脂罐2顶部设有液体分布器，所述液体分布器与废水进罐口相连，用于按一定规律布置水量，起到均匀布水的作用。

同样的，为了提高废水除硬效果和树脂再生效果，本实用新型的离子交换树脂装置中，所述树脂罐2顶部设有气体分布器，所述气体分布器与进气口相连，用于按一定规律布置风量，起到均匀布气的作用。从进气口进入的气体用来对树脂罐2内部系统进行气冲，气冲阶段设定在再生液注入前和再生液注入后，使得内部树脂于再生过程中得到重新排布，提高树脂的除硬性能。

优选的，上述的液体分布器和气体分布器可以合并为一个装置，即气液分布器5。在废水除硬阶段，气液分布器5用于均匀布水；在气冲阶段，气液分布器5用于均匀补气。一个装置在不同阶段可有不同的用途，节省成本与树脂罐2内的空间。

为了更加方便地控制向离子交换树脂装置输送的气体和液体的流量以及总量，从而优化废水除硬效果，如图1所示，本实用新型的一种实施例中，上述的废水进罐口、再生废液出罐口、进气口、再生液进罐口、废水出罐口处均设有管道，管道上均设有阀门。其中，与废水进罐口相连的管道上设有废水进罐阀3，与再生废液出罐口相连的管道上设有再生废液外排阀13，与进气口相连的管道上设有鼓风机气冲阀4，与再生液进罐口的管道上设有再生液进罐阀12，与废水出罐口相连的管道上设有罐体出水阀10。

本实用新型的再一种实施例中，上述离子交换树脂罐还包括控制器1，控制器1与上述阀门(包括废水进罐阀3、再生废液外排阀13、鼓风机气冲阀4、再生液进罐阀12、罐体出水阀10)分别电连接，用于控制上述阀门的工作，使得该离子交换树脂装置可以实现自动化，且能够更好地控制离子交换树脂装置的废水除硬过程，从而优化树脂的除硬效果。为了便于控制阀门，缩短连接距离，上述控制器1可设置于所述树脂罐2顶部，沿树脂罐2罐体中轴线对称放置于树脂罐2顶部。

本实用新型的控制器1可以为现有技术中心任何的可编程控制器，例如PLC控制器，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的控制器应用在本实用新型的离子交换树脂装置中。

为了检测本实用新型的离子交换树脂装置的废水除硬效果，如图1所示，在本实用新型的一种实施例中，所述废水出罐口连接的管道上设有硬度检测仪11。当硬度检测仪11检测到树脂罐2出水硬度不达标时，停止废水进入树脂罐2内，采用再生液对树脂罐2进行再生。该硬度检测仪11将对应的数据传输到控制器1中，控制器1根据该数值的大小来判定是否已经达到废水除硬终点，当到达废水除硬终点时，控制器1通过控制废水进罐阀3关闭，停止废水输送至该离子交换树脂装置中，即停止废水除硬过程。同时控制鼓风机气冲阀4开启，树脂罐2内部系统进行气冲，气冲结束后关闭鼓风机气冲阀4，控制再生液进罐阀12开启，使得再生液输送至该离子交换树脂装置中，进行再生过程。再生完毕后再生废液通过再生废液外排阀13及其管道排出，再次开启鼓风机气冲阀4进行气冲，提高树脂再生效果。

本实用新型中阀门的种类可根据实际情况进行选择，如上述阀门(包括废水进罐阀3、再生废液外排阀14、鼓风机气冲阀4、再生液进罐阀12、罐体出水阀10)可选为全自动多路阀门，无需人工操作，可实现全自动运行。

为了提高本实用新型的离子交换树脂装置的使用寿命，直径小于1.5m的树脂罐2的材质为玻璃钢，内胆为PE衬层，罐体防腐，耐压，使用周期长；直径大于等于1.5m的树脂罐的材质为碳钢，内胆为天然硬质橡胶衬层，罐体防腐，耐压，综合力学性能好，使用周期长。在水处理领域工程应用中，可根据项目的废水处理量、废水水质来选择罐体的类型及尺寸。

为了防止上述离子交换树脂装置中树脂颗粒的泄漏，在所述滤头8与所述离子交换树脂层7之间设有筛网(图中未示出)，筛网的目数小于离子交换树脂的尺寸，可有效防止树脂泄漏、流失。且所述滤头8设置有多个，多个滤头8通过管道与再生液进罐口相连(图中未示出)，使再生液从底部进入树脂罐2后均匀分布，使滤板间无死水角区，提高树脂再生性能，运行效果好。

为了防止上述离子交换树脂装置中树脂颗粒的溢出，所述离子交换树脂层上设有压脂板6。

为了便于观察该离子交换树脂装置内运行情况，所述树脂罐2罐壁上设有运行观察窗14。

为了保证该离子交换树脂装置的安全稳定运行，所述树脂罐2内设置有温度检测装置，所述离子交换树脂层7上部的树脂罐2管壁上设有压强检测装置，随时监控罐体内压力，保证罐体设备安全稳定运行。

本实用新型的离子交换树脂层中的树脂为阳离子交换树脂，包括不限于钠离子交换树脂。本领域技术人员可根据实际情况选择合适离子类型的离子交换树脂，也可以根据实际情况设置离子交换树脂的用量。本实用新型装置内的阳离子交换树脂在除硬和再生过程中，再生药剂可循环使用，能够延长新型树脂的使用时间，减少取水量和排放量，降低水处理成本，提高企业经济效益。本实用新型离子交换树脂大大降低了除硬软化工艺段的药剂费，吨水处理费用在1元/m³左右，并节省占地面积。本实用新型的离子交换树脂使用硫酸盐进行再生，再生废液中的钙离子与硫酸根反应生成硫酸钙，其易沉淀，形成石膏固体物，可综合利用，再生时无需外排废水，节省处理费用。该树脂系统出水硬度小于50mg/L(以CaCO₃计)，确保膜在产水过程中无需添加阻垢剂，大大降低了水处理的运行成本，降低RO膜污染程度，提高RO膜产水量，降低浓水产生量。

本实用新型的离子交换树脂层的使用寿命在5年左右。离子交换树脂层7失效后需进行更换，更换步骤如下：先将树脂罐2内水排尽，再打开出料口(图中未示出)端盖，将树脂罐内坏树脂卸出后，关闭出料口(图中未示出)。然后打开进料口将新树脂填装至树脂罐体内，树脂装好后，关闭进料口后，投入树脂罐的正常工作。出料口与进料口均设置在树脂罐2罐壁上，且进料口的位置高于出料口。

本实用新型的再生液根据上述离子交换树脂层7内装填的离子交换树脂的种类进行选择。本实用新型的装置中所用离子交换树脂为阳离子交换树脂，再生液选用硫酸盐。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本实用新型的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。

实施例

用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置的具体结构见图1，其中，上述树脂罐2直径为1.4m，树脂罐2罐体材质为玻璃钢，内胆为PE衬层；上述离子交换树脂为钠离子交换树脂；上述硬度检测仪11为滴定比色法硬度检测仪；上述控制器1为PLC控制器；上述与阀门(包括废水进罐阀3、再生废液外排阀14、鼓风机气冲阀4、再生液进罐阀12、罐体出水阀10)连接的管道均采用PE材质；上述的阀门(包括废水进罐阀3、再生废液外排阀14、鼓风机气冲阀4、再生液进罐阀12、罐体出水阀10)为不锈钢材质的全自动多路阀门；上述压强检测装置15为压强计。

本实用新型的离子交换树脂装置在化工废水除硬过程中，可采用两个离子交换树脂装置串联运行。首先将预处理后的废水先进入第一个树脂罐2内，在此通过钠离子与钙镁离子交换去除废水总的部分硬度；第一个树脂罐2出水进入第二个树脂罐2，再次进行钠离子和钙镁离子的交换去除废水中剩余的部分或全部硬度；去除硬度后的废水进入膜处理系统进行脱盐处理。

本实用新型的离子交换树脂装置只需配套溶药罐、再生剂反应罐、沉淀分离罐、再生液罐、鼓风机、加药泵、再生药剂提升泵、再生液提升泵，节省占地空间。同时实现无废液外排，以污泥形式外排。再生废液进入再生药剂反应罐，与再生药剂混合后进入沉淀分离罐，来自树脂罐中的再生废液中的钙离子与再生液中的硫酸根离子结合生成硫酸钙，以污泥的形式排出。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，包括树脂罐，所述树脂罐顶部设有废水进罐口、再生废液出罐口和进气口，所述树脂罐内部设有离子交换树脂层，离子交换树脂层的底部设有滤板，起到承载树脂层的作用，所述滤板上设有滤头，所述树脂罐底部设有再生液进罐口、废水出罐口。

2.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述废水进罐口、再生废液出罐口、进气口、再生液进罐口、废水出罐口处均设有管道，管道上均设有阀门。

3.如权利要求2所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述废水储罐口连接的管道上设有硬度检测仪。

4.如权利要求2所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述阀门为全自动多路阀门。

5.如权利要求4所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述树脂罐顶部设有控制器，控制器沿树脂罐罐体中轴线对称放置于树脂罐顶部，所述控制器用于控制所述阀门的开启或关闭。

6.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，直径小于1.5m的树脂罐的材质为玻璃钢，内胆为PE衬层；直径大于等于1.5m的树脂罐的材质为碳钢，内胆为天然硬质橡胶衬层。

7.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述滤头与所述离子交换树脂层之间设有筛网，筛网的目数小于离子交换树脂的尺寸。

8.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述离子交换树脂层上设有压脂板。

9.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述树脂罐罐壁上设有运行观察窗。

10.如权利要求1所述的用于化工生产废水除硬的离子交换树脂装置，其特征在于，所述树脂罐内设置有温度检测装置，所述离子交换树脂层上部的树脂罐罐壁上设有压强检测装置。